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SVP > 3.6 Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt > Flashcards

3.6 Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt Flashcards

1
Q

Welche Lehrer*innenversuche gibt es zum Thema “Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt”?

A
  • Stechheber
  • Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid
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Q

Welche Schüler*innenversuche gibt es zum Thema “Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt”?

A
  • Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten
  • Gleichgewicht bei Temperaturänderung
  • Gleichgewicht bei Konzentrationsänderung
  • Gleichgewicht bei Druckänderung
  • Löslichkeitsprodukt qualitativ
  • Löslichkeitsprodukt messen
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3
Q

Welches Hintergrundwissen benötigt man bei dem Thema “Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt”?

A
  • Chemisches Gleichgewicht
  • Gleichgewichtskonstante
  • Massenwirkungsgesetz
  • Modellexperimente
  • Prinzip von Le Chatelier
  • Katalysatoren
  • Homogene/heterogene Gleichgewichte
  • Löslichkeitsgleichgewicht
  • Löslichkeitsprodukt
  • Komplexchemie
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4
Q

Warum ist das Thema “chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt” relevant für SuS?

A
  • in großtechnischen Prozessen in der Industrie soll der Ertrag von chemischen Reaktionen maximiert werden
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5
Q

Was kann mit dem Stechheber-Versuch gezeigt werden?

A

Mit diesem Modellversuch soll das Prinzip eines dynamischen Gleichgewichts demonstriert werden.

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6
Q

Was sind mögliche Lernziele des Stechheber-Versuchs?

A

Lernziel 1: Die SuS erklären das Prinzip des Dynamischen GG anhand des Modell-experiments.

Lernziel 2: Die SuS diskutieren die Übertragbarkeit des Modells auf das dynamische GG.

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7
Q

Beschreibe den Stechheber-Versuch.

A
  • 2 Gefäße und zwei durchsichtige Rohre (unterschiedlich dick =unters. RG)
  • Farbe
  • Wasser in ein BG
  • Beide rohre in je ein BG bis boden, herausnehmen und Wasser in das andere BG lassen
  • Je nach Füllstand des BG ist die Menge des entnommenen Wassers unterschiedlich
  • ## irgendwann verändert sich füllhöhe nicht mehr
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8
Q

Was ist die Funktionsform des Stechheber-Versuchs?

A
  • LV
  • Erarbeitung
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9
Q

Was ist ein mögliches Lernziel des Versuchs “Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid”?

A

Die SuS ermitteln die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser anhand der Messung.

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10
Q

Beschreibe den Versuch “Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid”.

A
  • Wasser abkochen, mit BTB versetzen, in Schlauch füllen
  • Untere Spritze mit festem Volumen CO2 befüllen
  • Kolben langsam reindrücken
  • Gas vollständig durchleiten
  • V an oberer Spritze ablesen (weniger = CO2 in Wasser gelöst)
  • Menge Wasser im Schlauchsystem messen
  • Wasser färbt sich beim Durchleiten von unten nach oben von blau zu gelb (pH-Wert vom basischen ins Saure )
  • CO2 (g) ⇌ CO2 (aq)
  • CO2 (aq) + H2 O(l) ⇌ H2CO3 (aq)
  • H2CO3 (aq) + H2O (l) ⇌ HCO3- (aq) + H3O+ (aq)
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11
Q

Wie berechnet man das Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid beim gleichnamigen Versuch?

A
  • Da nur 18 ml Gas in der oberen Spritzte ankamen, bedeutet dies, dass 32 ml Kohlenstoffdioxid in den 31 ml Wasser gelöst wurden.
  • Daraus und aus der Dichte von gasförmigem Kohlenstoffdioxid lässt sich eine Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser von 2,0 g/l ermitteln.
  • Literaturwert: 1,7 g/l
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12
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid”?

A
  • LV
  • Erarbeitung
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13
Q

Was zeigt der Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten”?

A

In diesem Versuch soll Anhand der Messung der Produktmenge bei einer Veresterung die Gleichgewichtskonstante für die Reaktion berechnet werden.

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14
Q

Welche Lernziele können mit dem Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten” erreicht werden?

A

Lernziel 1: Die SuS berechnen die GG-Konstante der Veresterung anhand der Mes-sung des Volumens des entstandenen Esters.
Lernziel 2: Die SuS bewerten die Methode der Messung anhand des Vergleichs des Messwertes mit dem Literaturwert.

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15
Q

Beschreibe den Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten”.

A
  • Wasserbad 60°C, Messzylinder 5 mL Wasser
  • RG mit je 1mL 1-Propanol und Propansäure, + Tropfen konz. Schwefelsäure
  • 20 min in das Wasserbad
  • Dann RG Inhalt in Messzylinder
  • 2 Phasen (obere 1.2 ml)
  • C2H5COOH(l) + C3H7OH (l) ⇌ C6H12O2 (l) + H2O (l)
  • Edukte und das entstandene Wasser sind wasserlöslich
  • obere Phase nur entstandener Propansäure-propyl-ester
  • Stoffmengen berechnen und in MWG einsetzen
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16
Q

Wie berechnet man genau die Gleichgewichtskonstante beim Verusch “Bestimmung der GGW-Konstanten”?

A
  • Dichten, molaren Massen und Volumen der Edukte und des Esters –> jeweilige Stoffmengen berechnen
  • Berechnete Stoffmenge Ester = Gleichgewichtsstoffmenge
  • Stoffmenge der Edukte im Gleichgewicht = Ausgangsstoffmenge -Gleichgewichtsstoffmenge des Esters
  • Stoffmenge Wasser = Stoffmenge Ester
  • Werte ins Massenwirkungsgesetz einsetzen
17
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten”?

A
  • SV
  • Erarbeitung
18
Q

Was ist die Gleichgewichtskonstante?

A

K = [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b

19
Q

Welche Sicherheitshinweise sind beim Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten” nötig?

A

Propansäure bedarf einer Ersatzstoffprüfung

20
Q

Was ist eine Veresterung?

A
  • Protonierung Carbonsäure
  • Protonierung gebildete Kation wird von einem freien Elektronenpaar der Hydroxygruppe des Alkohols nukleophil angegriffen
  • H+ lagert sich um
  • H2O und H+ spalten sich ab
21
Q

Was ist ein mögliches Lernziel beim Versuch “Gleichgewicht bei Temperaturänderung”?

A

Die SuS erklären den Einfluss der Temperatur auf das GG anhand des Experiments und der Reaktionsgleichung

22
Q

Beschreibe den Versuch “Gleichgewicht bei Temperaturänderung”.

A
  • Eisen(III) Chlorid + Kaliumthiocyanat Lsg in 3 RG
  • Eins Eisbad, eins RT, Eins erhitzen
    -Mischen: rote Färbung (Eisenthiocyanat), Eisbad: dunkelrot (Produktseite), Erhitzten: orange (Auf Eduktseite)
  • Fe(3+) (aq)+ 3SCN- (aq) ⇌ Fe(SCN)3 (aq)
  • Reaktion muss exotherm sein
23
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Gleichgewicht bei Temperaturänderung”?

A

-SV
- Problem/Erarbeitung

24
Q

Welches Lernziel kann bei dem Versuch “Gleichgewicht bei Konzentrationsänderung” erreicht werden?

A

Lernziel: Die SuS beschreiben die Verschiebung des GG bei Veränderung der Kon-zentrationen der Reaktionspartner und erklären die Verschiebung anhand des Prinzips von Le Chatelier.

25
Q

Beschreibe den Versuch “Gleichgewicht bei Konzentrationsänderung”.

A
  • Kupfersulfatlösung in RG (blau) + Salzsäure hinzutropfen (grün), wieder verdünnen (blau)
  • Cu(H2O)6 (aq) + 4 Cl- (aq) ⇌ CuCl4 (aq) + 6 H2O(l)
  • Hinzugeben der Salzsäure: Konzentration Chloridionen erhöht sich. –> GGW verschiebt sich auf Seite des Kupferchlorid-komplexes
  • Verdünnen: Konzentration der Chloridionen verringert sich –> GGW verschiebt sich
26
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Gleichgewicht bei Konzentrationsänderung”?

A
  • SV
  • Problem
27
Q

Was ist ein mögliches Lernziel beim Versuch “Gleichgewicht bei Druckänderung”?

A

Die SuS erläutern die Verschiebung des GG bei verändertem Druck anhand des Prinzips von Le Chatelier.

28
Q

Beschreibe den Versuch “Gleichgewicht bei Druckänderung”.

A
  • Plastikspritze mit Mineralwasser
  • Stempe so weit reinschieben, dass nur noch wenig Luft in Spritze ist, Spritze luftdicht verschließen, STempel rausziehen und reindrücken
  • Herausziehen: Gasblasen in Flüssigkeit, Verschwinden beim reindrücken
  • CO2 (g)⇌CO2 (aq)
  • heterogenes Lösungsgleichgewicht handelt, sorgt eine Veränderung des Drucks durch das Herausziehen des Stempels für einen Zwang auf das System.
29
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Gleichgewicht bei Druckänderung”?

A
  • SV
  • Problem
30
Q

Was ist ein mögliches Lernziel des Versuchs “Löslichkeitsprodukt qualitativ”?

A

Die SuS vergleichen die Löslichkeit unterschiedlicher Salze anhand des Ausfallens eines Feststoffes beim Mischen unterschiedlicher Salz-Lösungen

31
Q

Beschreibe den Versuch “Löslichkeitsprodukt qualitativ”.

A
  • Silbernitratlsg. + NaCl Lsg. in RG –> weißter Feststoff
  • NaCl Lsg + Natriumnitratlsg. in RG –> bleibt klar
  • Ag+ (aq) +Cl- (aq) ⟶ AgCl(s)
  • beim Mischen der Ionen der beiden Salze ist ein Salz entstanden, das deutlich schlechter löslich ist als die Ausgangssalze
    1. RG –> nicht Natriumnitrat
      –> Silberchlorid
32
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Löslichkeitsprodukt qualitativ”?

A
  • SV
  • Problem
33
Q

Was ist ein mögliches Lernziel des Versuchs “Löslichkeitsprodukt messen”?

A

Die SuS ermitteln das Löslichkeitsprodukt eines Hydroxidsalzes anhand der Messung des pH-Wertes einer gesättigten Lösung des Salzes

34
Q

Beschreibe den Versuch “Löslichkeitsprodukt messen”.

A
  • gesättigte Lösungen Magnesiumhydroxid und Calciumhydroxid
  • pH Wert messen
  • Mg hat niedrigeren PH als Calcium
    -Löslichkeitsprodukt berechnen
  • Ca(OH)2 <–> Ca2+ + 2OH-
35
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Löslichkeitsprodukt messen”?

A
  • SV
  • Erarbeitung
36
Q

Wie ist das Löslichkeitsprodukt definiert?

A

AB <–> A+ + B-
K = [A+]*[B-]

37
Q

Was ist das Ionenprodukt?

A

Multiplikation der realen, in Lösungen vorhandenen
Konzentrationen

38
Q

Wie berechnet man genau das Löslichkeitsprodukt beim Versuch “Löslichkeitsprodukt messen”?

A
  • pH-Wert in Konz umrechnen: [H+] = 10^-pH
  • ACHTUNG: Hydroxid Ionen, also pOH-Wert nehmen
  • Konzentration Metallion aus Verhältnis in RG: - Ca(OH)2 <–> Ca2+ + 2OH- –> halb so viele Ca2+ wie OH-
  • In Löslichkeitsprodukt einsetzen: KL = [Ca2+] * [OH-]^2

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