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Massenerhaltung und Grundgesetze der Chemie – offene und geschlossene Systeme

ChemieReaktionen und RedoxAlter 13–14Virtuelles Labor

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Ein virtuelles Labor auf der Waage: Verbrennen Sie Magnesium, lassen Sie Calciumcarbonat mit Salzsäure reagieren und bilden Sie einen Niederschlag – erst im offenen, dann im geschlossenen System. Die Masse ändert sich nur, wenn ein Gas hinein- oder hinausgelangt. Zwei weitere Arbeitsplätze messen die Massenverhältnisse in MgO, Cu₂S, CuO und Cu₂O (konstante und multiple Proportionen) und die Volumenverhältnisse von Wasserstoff mit Sauerstoff und Chlor (Gesetz von Gay-Lussac, Satz von Avogadro).

Lektion: Massenerhaltung und Grundgesetze der chemischen Verbindungen

Was sie zeigt

Dieses virtuelle Labor führt mit echten Waagenanzeigen durch die Grundgesetze der chemischen Verbindungen. Am ersten Arbeitsplatz verbrennt Magnesium im Tiegel oder im verschlossenen Kolben, Marmor reagiert mit Salzsäure in einer offenen oder verschlossenen Flasche, und zwei Lösungen bilden einen Niederschlag aus Bariumsulfat: Die Anzeige ändert sich nur, wenn ein Gas hinzukommt oder entweicht. Der zweite Arbeitsplatz wiegt Magnesiumoxid, Kupfer(I)-sulfid und die beiden Kupferoxide und zeigt konstante und multiple Proportionen. Der dritte lässt Gasvolumina bei gleicher Temperatur und gleichem Druck reagieren, erklärt mit dem Satz von Avogadro.

So funktioniert es

Wählen Sie einen Reiter. Unter Massenerhaltung wählen Sie eine Reaktion und ein offenes oder geschlossenes System, stellen die Masse ein und drücken Versuch starten. Unter Massenverhältnisse wählen Sie Versuch und Massen und lesen die drei oder vier Wägungen in der Tabelle ab. Unter Gasvolumina stellen Sie beide Volumina ein, drücken Versuch starten und versuchen, kein Gas übrig zu lassen.

Einstellbare Parameter

  • Ansicht Massenerhaltung, Massenverhältnisse, Gasvolumina
  • Reaktion Verbrennung von Magnesium (Mg + O₂), Marmor + Salzsäure (CaCO₃ + HCl), Fällung (BaCl₂ + Na₂SO₄)
  • System Offenes System, Geschlossenes System
  • Masse des Feststoffs 0,1–2 g
  • Versuch zu Massenverhältnissen Magnesium an Luft erhitzen → MgO, Kupfer mit Schwefel erhitzen → Cu₂S, Kupferoxid mit H₂ reduzieren (CuO, Cu₂O)
  • Reaktion zwischen Gasen Wasserstoff + Sauerstoff → Wasserdampf (120 °C), Wasserstoff + Chlor → Chlorwasserstoff
  • Volumen H₂ 0–100 cm³
  • Volumen des zweiten Gases 0–100 cm³

Fragen zum Erkunden

  1. Warum steigt die Waagenanzeige, wenn Magnesium im offenen Tiegel verbrennt, aber nicht im verschlossenen Kolben?
  2. Warum ist das Massenverhältnis von Magnesium zu Sauerstoff für jede Magnesiummasse gleich?
  3. Welches Volumen Sauerstoff reagiert bei gleicher Temperatur und gleichem Druck genau mit 60 cm³ Wasserstoff?

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