3.6 Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt Flashcards
Welche Lehrer*innenversuche gibt es zum Thema “Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt”?
- Stechheber
- Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid
Welche Schüler*innenversuche gibt es zum Thema “Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt”?
- Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten
- Gleichgewicht bei Temperaturänderung
- Gleichgewicht bei Konzentrationsänderung
- Gleichgewicht bei Druckänderung
- Löslichkeitsprodukt qualitativ
- Löslichkeitsprodukt messen
Welches Hintergrundwissen benötigt man bei dem Thema “Chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt”?
- Chemisches Gleichgewicht
- Gleichgewichtskonstante
- Massenwirkungsgesetz
- Modellexperimente
- Prinzip von Le Chatelier
- Katalysatoren
- Homogene/heterogene Gleichgewichte
- Löslichkeitsgleichgewicht
- Löslichkeitsprodukt
- Komplexchemie
Warum ist das Thema “chemisches GGW und Löslichkeitsprodukt” relevant für SuS?
- in großtechnischen Prozessen in der Industrie soll der Ertrag von chemischen Reaktionen maximiert werden
Was kann mit dem Stechheber-Versuch gezeigt werden?
Mit diesem Modellversuch soll das Prinzip eines dynamischen Gleichgewichts demonstriert werden.
Was sind mögliche Lernziele des Stechheber-Versuchs?
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.
Beschreibe den Stechheber-Versuch.
- 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
Was ist die Funktionsform des Stechheber-Versuchs?
- LV
- Erarbeitung
Was ist ein mögliches Lernziel des Versuchs “Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid”?
Die SuS ermitteln die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser anhand der Messung.
Beschreibe den Versuch “Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid”.
- 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)
Wie berechnet man das Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid beim gleichnamigen Versuch?
- 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
Welche Funktionsform hat der Versuch “Lösungsgleichgewicht von Kohlenstoffdioxid”?
- LV
- Erarbeitung
Was zeigt der Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten”?
In diesem Versuch soll Anhand der Messung der Produktmenge bei einer Veresterung die Gleichgewichtskonstante für die Reaktion berechnet werden.
Welche Lernziele können mit dem Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten” erreicht werden?
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.
Beschreibe den Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten”.
- 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
Wie berechnet man genau die Gleichgewichtskonstante beim Verusch “Bestimmung der GGW-Konstanten”?
- 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
Welche Funktionsform hat der Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten”?
- SV
- Erarbeitung
Was ist die Gleichgewichtskonstante?
K = [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b
Welche Sicherheitshinweise sind beim Versuch “Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten” nötig?
Propansäure bedarf einer Ersatzstoffprüfung
Was ist eine Veresterung?
- 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
Was ist ein mögliches Lernziel beim Versuch “Gleichgewicht bei Temperaturänderung”?
Die SuS erklären den Einfluss der Temperatur auf das GG anhand des Experiments und der Reaktionsgleichung
Beschreibe den Versuch “Gleichgewicht bei Temperaturänderung”.
- 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
Welche Funktionsform hat der Versuch “Gleichgewicht bei Temperaturänderung”?
-SV
- Problem/Erarbeitung
Welches Lernziel kann bei dem Versuch “Gleichgewicht bei Konzentrationsänderung” erreicht werden?
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.
