Angewandte Chemie – Thermodynamik, Brandschutz, Computer
ChemieAngewandte und praktische ChemieAlter 15–16
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Zum Starten anmeldenDrei Themen der angewandten Chemie in einer Simulation, auswählbar über den Themen-Parameter. Chemische Thermodynamik: Ändern Sie die Temperatur und sehen Sie, ab wann ΔG = ΔH − TΔS für das Kalkbrennen CaCO₃ → CaO + CO₂ das Vorzeichen wechselt und die Reaktion freiwillig abläuft. Chemie im Brand- und Explosionsschutz: das Verbrennungsdreieck und der Explosionsbereich von Methan, Flüssiggas und Wasserstoff – klicken Sie auf die Zündquelle, um zu sehen, ob es zu Brand oder Explosion kommt, und wählen Sie ein geeignetes Löschmittel. Chemie und Informatik im Praktikum: Ziehen Sie Messpunkte, damit der Computer eine Kalibriergerade A = ε·l·C erstellt, das Bestimmtheitsmaß berechnet und die Konzentration einer unbekannten Probe ermittelt.
Lektion: Chemische Thermodynamik (Enthalpie, Entropie, freie Enthalpie); Chemie im Brand- und Explosionsschutz; Chemie und Informationstechnik im Praktikum
Was sie zeigt
Drei Vertiefungsthemen teilen sich eine Simulation. Thermodynamik: ΔG = ΔH − TΔS zeigt, dass eine endotherme Reaktion mit Entropiezunahme, etwa das Kalkbrennen, erst oberhalb einer bestimmten Temperatur freiwillig abläuft, bei etwa 1110 K. Brandschutz: Das Branddreieck und die Explosionsgrenzen von Methan, Flüssiggas und Wasserstoff erklären, wann ein Gas-Luft-Gemisch zündet oder explodiert und wie Wasser, CO₂ und Löschpulver jeweils eine Seite des Dreiecks entfernen. Computer: Eine lineare Regression legt die Kalibriergerade nach Lambert-Beer, A = ε·l·C, fest, mit der eine unbekannte Konzentration bestimmt wird.
So funktioniert es
Wechseln Sie mit den Reitern Thermodynamik, Brand & Explosion und Chemie & Computer zwischen den Themen. Im ersten ziehen Sie die Reaktionstemperatur und notieren, wo ΔG das Vorzeichen wechselt; mit Reaktion wechseln vergleichen Sie exotherme Beispiele. Im zweiten stellen Sie die Konzentration des brennbaren Gases in Luft ein, klicken auf Zünden und wählen ein Löschmittel. Im dritten erhöhen Sie den Zufallsfehler bei der Extinktionsmessung, klicken auf Neu messen und verfolgen den Korrelationskoeffizienten.
Einstellbare Parameter
- Aktuelles Thema 1. Thermodynamik: ΔG = ΔH − TΔS, 2. Brand- und Explosionsschutz, 3. Computergestütztes Chemiepraktikum
- Reaktionstemperatur 300–1500 K
- Brennbares Gas in Luft Methan CH₄ (explosiv bei 5–15 %), Flüssiggas LPG (2,1–9,5 %), Wasserstoff H₂ (4–75 %)
- Konzentration des brennbaren Gases in Luft 0–30 %
- Löschmittel Nicht gelöscht, Wasser (kühlt das Feuer), CO₂-Gas (verdrängt Sauerstoff), Löschpulver (deckt den Brennstoff ab)
- Zufallsfehler bei der Extinktionsmessung 0–20 %
Fragen zum Erkunden
- Oberhalb welcher Temperatur läuft die Zersetzung von CaCO₃ freiwillig ab, und warum entscheidet hier die Temperatur?
- Warum explodiert ein Methan-Luft-Gemisch mit 20 % Methan nicht, wenn ein Funke hinzukommt?
- Wie wirkt sich ein größerer Messfehler auf den Korrelationskoeffizienten und die berechnete Konzentration der unbekannten Probe aus?
