Rechnen
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Rechnen in der Chemie am Beispiel von drei Reaktionen:

Zink mit Jod

Eisen mit Schwefel

Wasserstoff mit Sauerstoff

 

1. Das Mol

... ist das Atomgewicht in Gramm, oder das Molekülgewicht einer Verbindung in Gramm.

Sobald Atome in einer Reaktionsgleichung miteinander verbunden sind, handelt es sich um Moleküle. (Ein Molekül ist immer das, was die Formel sagt.)

Beispiel: Atomgewicht von Zn, Fe, S

Molekülgewicht von J2, H2, O2 , H2O, FeS, ZnJ2

 

2. Satz von Dalton:

Stoffe reagieren miteinander in dem Gewichtsverhältnis ihres Atom- bzw. Molekülgewichtes

Beispiel: 56 g Eisen reagieren mit 32 g S Das sind die Molmengen. Sie dienen beim Rechnen als Ausgangsmenge.

Reaktion im Fall von 56 g Eisen mit 56 g S - 24 g S bleiben übrig

Für den Satz von Dalton ist alles erforderlich, was in einer Gleichung an Substanz drinsteht - also man muss auch die Koeffizienten einbeziehen

2 H2 reagiert mit O2 im Gewichtsverhältnis 4 : 32

Für praktische Versuche nimmt man meistens Bruchteile oder Zehntelmengen der Gewichte, die bei Verwendung voller Molmengen nötig sind.

Wieviel Schwefel brauche ich bei 28 g Eisen?

Es entstehen 22 g Eisensulfid. Wieviel Eisen war notwendig?

 

3. Lösung einer Gewichtsrechnung:

1. Man schreibt die Gleichung hin

2. Man schreibt vorgegebene Molmengen hin

3. Man findet den gemeinsamen Teiler bei der vorgefundenen Molmenge und wendet ihn auch auf die andern Stoffe in der Gleichung an

...........................................

Etwa da kamen die Weihnachtsferien. Der Einstieg im neuen Jahr fand statt mit folgenden Fragen:

Ein Mol ist ...

Der Satz von Dalton lautet ...

Die Loschmidt-Zahl ist ...

Man braucht die Loschmidt-Zahl, um ...

Die Avogadro-Zahl ist ...

Bei Gasen klappt sie, weil ....

Sodann wurden chemische Gleichungen erstellt anhand von 6 Elementen

Fe (gibt 2 Elektronen ab), S, C sowie H2, O2, N2

Fe sollte dabei nur mit S, C und O zur Reaktion gebracht werden. Die anderen Elemente waren beliebig kombinierbar.
Zunehmend schwierig waren die richtigen Gleichungen bei "S trifft auf O", "C trifft auf N" und "N trifft auf O".
Bei "C trifft auf H" und "N trifft auf H" musste mal wieder an die Besonderheit in der Schreibweise des Produktes erinnert werden.

... und dann begann kreuz und quer das Rechnen. Der Vorteil der gewählten Elemente: Ihre Molmassen sind oft durch 4, gar 8 teilbar.

       

27.1.2014      Stundeninhalt: Rechnen mit Gasen
 

1. Gesetz von Avogadro: Wenn Gase die gleiche Anzahl von Atomen / Molekülen enthalten („Teilchen“), dann haben sie bei gleichem Druck und gleicher Temperatur das gleiche Volumen.
 

2. Folgerung aus diesem Satz: 1 Mol eines jeden Gases hat bei gleichem Druck und gleicher Temperatur das gleiche Volumen
 

3. Wir gehen bei unseren Rechnungen vereinfachend vom „Molvolumen bei Standardbedingungen“ aus: 22,4 l bei 25 Grad Celsius und 1 Bar Luftdruck
 

4. Gleichungen mit Gasen:
 

4.1. markieren Sie, wo bei den folgenden Gleichungen Gase sind
 

4.2. erfinden Sie zu einer Gleichung Ihrer Wahl eine Rechenaufgabe. Schreiben Sie die Aufgabe auf einen Zettel mit ihrem Namen darüber. Der Lehrer verteilt die Aufgaben der Klasse um auf andere, die sie lösen sollen.
 

S + O2 --> SO2

C + O2 --> CO2

2 H2 + O2 --> 2 H2O

2 Ag2O --> 4 Ag + O2

4 KNO3 --> 2 K2O + 2 N2 + 5 O2

5. Rechnen „kreuz und quer“

- mit 7 chemischen Gleichungen: Eisensulfidsynthese, Analyse von Disilberoxid, Knallgasreaktion, Schwefel verbrennt, Kohlenstoff verbrennt, Jodvulkan und Teile der Reaktion von Schwarzpulver

- mit Brüchen und Vielfachen der Molgewichte, der Loschmidt-Zahl 6 x 1023 und des Molvolumens 22,4 l (also ohne Taschenrechner, ohne Kommazahlen)