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Physikalische und chemische Vorgänge – Indizien-Labortisch

ChemieReaktionen und RedoxAlter 13–14

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Ein virtueller Labortisch mit sieben Vorgängen: Eis schmilzt, Salz löst sich, Wasser siedet, Stahlwolle verbrennt, Eisen rostet, Natron reagiert mit Essig, Kupfer(II)-hydroxid fällt aus. Wiegen Sie vorher und nachher im offenen oder geschlossenen Gefäß, messen Sie die Temperatur, suchen Sie Indizien (Gas, Farbänderung, Niederschlag, Energieumsatz, neuer Stoff), vergleichen Sie die Eigenschaften vorher und nachher und nutzen Sie ein Teilchenmodell, das zeigt, ob Bindungen brechen; ordnen Sie dann jeden Vorgang in einer Ergebnistabelle als physikalisch oder chemisch ein.

Lektion: Physikalische und chemische Vorgänge; Kennzeichen chemischer Reaktionen; Erhaltung der Masse

Was sie zeigt

Bei einem physikalischen Vorgang wie Schmelzen, Lösen oder Sieden bleiben die Teilchen gleich; nur ihre Anordnung oder ihr Abstand ändert sich. Es entsteht kein neuer Stoff, und der Vorgang lässt sich meist leicht umkehren. Bei einem chemischen Vorgang brechen Bindungen, und die Atome ordnen sich zu neuen Stoffen mit anderen Eigenschaften um. Gas, Farbänderung, Niederschlag und Energieumsatz sind Hinweise, entscheidend ist aber nur ein neuer Stoff: Auch siedendes Wasser bildet Blasen, und Lösen kann das Wasser abkühlen. Die Masse bleibt bei jedem Vorgang erhalten; im offenen Gefäß scheint sie sich nur zu ändern, wenn ein Gas entweicht oder aus der Luft hinzukommt.

So funktioniert es

Wählen Sie einen Vorgang und Offen zur Luft oder Geschlossen (geschlossenes System), klicken Sie auf Vorher wiegen, dann auf Starten, und beobachten Sie Waage, Thermometer und Teilchenmodell. Klicken Sie auf Nachher wiegen, kreuzen Sie die beobachteten Indizien an, klicken Sie auf Indizien prüfen und wählen Sie Physikalischer Vorgang oder Chemischer Vorgang. Mit Eigenschaften testen und Umkehren versuchen sammeln Sie weitere Indizien, mit Ergebnis notieren füllen Sie die Tabelle.

Einstellbare Parameter

  • Vorgang Eis schmilzt, Salz in Wasser lösen, Wasser sieden lassen, Stahlwolle (Eisen) an der Luft verbrennen, Eisennägel rosten (7 Tage), Natron (NaHCO₃) mit Essig, Kupfer(II)-sulfat mit Natriumhydroxid (Niederschlag)
  • Gefäß Offen zur Luft (Gase können ein- und austreten), Verschlossener Kolben (geschlossenes System)
  • Teilchenmodell anzeigen
  • Antworten sofort nach dem Vorgang anzeigen (Lehrkraft-Demo)

Fragen zum Erkunden

  1. Warum nimmt die Masse beim Verbrennen von Stahlwolle an der Luft zu, bei Natron und Essig im offenen Becherglas aber ab?
  2. Auch siedendes Wasser bildet Blasen – warum ist Sieden trotzdem ein physikalischer Vorgang?
  3. Wie könnten Sie zeigen, dass die Masse bei jedem Vorgang erhalten bleibt?

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