009 Chemische Reaktionen und Zeichensprache
Werbung
Chemische Reaktion und Zeichensprache Massenerhaltung • Auch wenn wir das Gefühl haben, Materie verschwinde, zum Beispiel beim Verbrennen eines Stoffes wie Holz, wird sie dies nie tun. • Die Masse der Ausgangsstoffe einer chemischen Reaktion stimmt mit der Masse der Reaktionsprodukte überein. Chemie M. Hügli Massenerhaltung • Beim Verbrennen von Holz geht die Masse des Holzes in die Masse des Wassers und des Kohlenstoffdioxids über. • Die Stoffe verbinden sich immer nur in einem bestimmten MAssenverhältnis: • Wasserstoff H2 und Sauerstoff O2 im Verhältnis 2:1 H2O • Kupfer Cu und Schwefel S 4:1 Chemie M. Hügli Atomvorstellung nach Dalton • Dalton stellte sich die kleinsten Teilchen (Atome) wie folgt vor: • Kleine Kugeln • Unzerstörbar • Alle Atome eines Elements sehen gleich aus • Andere Elemente haben andere Atome Chemie M. Hügli Dalton-Atommodell • Chemische Reaktionen: Atome werden nicht zerstört, sondern nur anders gruppiert. • Erhaltung der Masse Chemie M. Hügli Masse von Atomen • Atome haben eine unvorstellbar kleine Masse. • Die Masse eines einzelnen Wasserstoffatoms H beträgt: 0,000 000 000 000 000 000 000 001 674g • = 1,674 * 10-23 • Weil es zu kompliziert wäre mit so kleinen Mengen zu rechnen führte Dalton das u= „unit“ ein. Chemie M. Hügli Atommasse •1u= 0,000 000 000 000 000 000 000 001 661 g • Diese Masse entspricht dem 12. Teil der Masse des Kohlenstoffatoms C. Chemie M. Hügli Atommassenbestimmung • Als Modell: Kugeln mit verschiedener Masse werden unterschiedlich stark von ihren Bahn durch ein Luftgebläse abgelenkt. • Atome werden aufgrund ihrer unterschiedlichen Grösse aufgrund elektrischer Kräfte verschieden stark von der Bahn abgelenkt. Chemie M. Hügli Edelgase und Moleküle • Edelgase kommen immer als einzelne Atome vor, weil sie sich mit keinem anderen Stoff, also auch nicht mit sich selber verbinden. • Andere bei RT gasförmige Stoffe kommen als Moleküle (2 Atome) vor. Chemie M. Hügli Moleküle • Moleküle sind Verbindungen von mehreren Atomen. • Es sind immer Atome von Nichtmetallen. • Es können auch mehrere Atome des gleichen Elements sein. Chemie M. Hügli Moleküle • Das Essigmolekül (C2H4O2) (Bild http://www.mpg.de) Chemie M. Hügli Symbollehre • H2 = Wasserstoff 1 NM Chemie M. Hügli Symbollehre • O2 = Sauerstoff 8 NM Chemie M. Hügli Symbollehre • N2 = Stickstoff 7 NM • Hauptbestandteil unserer Atemluft Chemie M. Hügli Symbollehre • C = Kohlenstoff 6 NM Chemie M. Hügli Symbollehre • Cu = Kupfer 29 M Chemie M. Hügli Symbollehrer • Ca = Calcium 20 M (Bild: http://de.wikipedia.org) Chemie M. Hügli Symbollehre • Cr = Chrom 24 M Chemie M. Hügli Symbollehre • Fe = Eisen 26 M Chemie M. Hügli Symbolehre • S = Schwefel 16 NM Chemie M. Hügli Symbollehre • Ag = Silber 47 M Chemie M. Hügli Symbollehre • Au = Gold 79 M Chemie M. Hügli Symbollehre • Al = Aluminium 13 M Chemie M. Hügli Symbollehre • Na = Natrium 11 M Chemie M. Hügli Symbollehre • F2 = Fluor 9 NM Chemie M. Hügli Molekülschreibweise • Man kann bei der Molekülschreibweise immer ablesen, wieviele Atome beteiligt sind. • H2O bedeutet: Ein Wassermolekül besteht aus 2 Wasserstoffatomen (H2) und einem Sauerstoffatom (O) • 4 H2O bedeutet: 4 Wassermoleküle (4H2O). Es sind also gesamthaft 8 Wasserstoffatome und 4 Sauerstoffatome. Chemie M. Hügli Atomzahlenverhältnis • Das Atomzahlenverhältnis gibt immer an, in welchem Verhältnis die Atome zueinander in einer Verbindung vorkommen. • Diese Zahl wird immer tief geschrieben: C2H4O2 • Beim Essigmolekül Atomverhältnis: 2 Kohlenstoff : 4 Wasserstoff : 2 Sauerstoff Chemie M. Hügli Atomzahlenverhältnis • Man darf hier nicht wie in der Mathematik die Verhältnisse kürzen! • CH2O wäre ein anderer Stoff! (Formaldehyd) Chemie M. Hügli Verhältnisformel • Eine Verhältnisformel gibt also an, wie die Verhältnisse der Atome der einzelnen Verbindungen sind. Chemie M. Hügli Molekül- vs Ionenbindungen • Molekülbindungen bestehen immer aus Verbindungen von Nichtmetallen. • Ionenbindungen bestehen immer aus einem Metall und einem Nichtmetall. • Bei Ionenbindungen schreibt man das Metall immer zuerst. NaCl = Natriumchlorid (Natrium das Metall, Chlor das Nichtmetall) Chemie M. Hügli Ionenbindungen • Beispiele von Ionenbindungen: • Magnesiumoxid MgO • Kupfersulfid Cu2S • Natriumoxid Na2O • Natriumchlorid NaCl Chemie M. Hügli Wertigkeit • Die Wertigkeit gibt an, wie viele Wasserstoffatome H an das jeweilige Atom gebunden werden können. • Oder anders gesagt, wie viele Elektronen verschoben werden können. • Ein Chloratom kann 1 Wasserstoff an sich binden, es ist also einwertig. HCl (Chlorwasserstoff, als Säure: Salzsäure) Chemie M. Hügli Wertigkeit • Ein Sauerstoffatom O kann 2 Wasserstoffatome an sich binden. Sauerstoff ist also zweiwertig. • H2O: Wasser • Ein Stickstoffatom N kann 3 Wasserstoffatome an sich binden. Stickstoff ist dreiwertig. • NH3 : Ammoniak Chemie M. Hügli Wertigkeit • Werden zwei zweiwertige Atome mit einem anderen Atom verbunden und es geht auf, dann muss es sich bei diesem um ein vierwertiges Atom handeln. • Beispiel: O kann 2 H an sich binden, ist also zweiwertig. Werden nun 2 O mit C verbunden, so muss C vierwertig sein. CO2. Chemie M. Hügli Wertigkeit • Vor allem Metalle der Nebengruppen können mehrer Wertigkeiten haben. • Kommt in einem Molekülnamen die Silbe „mono“ vor deutet dies auf ein einzelnes Atom hin. Beispiel Kohlenstoffmonoxid CO (ein Sauerstoffatom) • Die Silbe „di“ steht für zwei Atome. Beispiel: Kohlenstoffdioxid CO2. Chemie M. Hügli Massenverhältnisse • Versuch mit Silberoxid: • Im Silberoxid konstantes Massenverhältnis: Silber Ag / Sauerstoff O = 13,5 • 13,5g Ag kommen auf 1g O • Atommassen im PSE Ag: 108u / O: 16u = 6,75/1 • Vom Ag braucht es also zwei. Formel:Ag2O Chemie M. Hügli Reaktionsgleichung • Eisen (III)-oxid + Aluminium Eisen +Aluminiumoxid • Fe2O3 + Al Fe + Al2O3 • Fe2O3 + 2 Al 2 Fe + Al2O3 Chemie M. Hügli
