Stöchiometrie - Verlauf chemischer Reaktionen

6.02 * 10²³ Teilchen

Masse: Stoffmenge * Molare Masse

Molare Masse: Masse / Stoffmenge

Stoffmenge: Masse / Molare Masse

• Gasportionen mit gleichem Volumen enthalten gleich viele Teilchen
• Gasportionen mit gleicher Teilchenzahl haben dasselbe Volumen
• Bei Gasportionen unterschiedlicher Grössen entspricht das Teilchenzahlenverhältnis dem Volumenverhältnis

1mol eines beliebigen Gases enthält 6.02*10²³ Teilchen und hat bei NB ein Volumen von 22.4L. Das molare Volumen ist bei NB für alle Gase 22.4L/mol

Molares Volumen = Volumen (l) / Stoffmenge(mol) = 22.4L

Stoffmenge = Volumen/molares Volumen = 5L/22.4L = 0.22mol

Ist ein begrenzter Bereich, in dem eine chemische Reaktion oder vorgang beobachtet wird. Es müssen Teilchen in diesem System enthalten sein.

Tauscht mit der Umgebung Stofe aus und ist daher gasförmig

Tauscht mit der Umgebung Energie, aber keine Stoffe aus. Z.b wenn man Salz im Wasser auflöst. Das Wasser bildet die Grenze der Reaktion. Es könne keine Salzteilchen in die Umgebung entweichen

Innere Energie ist in den Bindungen gespeichert (Bindungsenergie). Sie ist abhängig von der Atomrumpfgrösse, Anzahl der gemeinsamen Elektronenzahl, Ladung der Atomrümpfe.

Die frei werdende Reaktionswärme ist etwas kleiner als die Reaktionsenergie. Sie wird als Reaktionsenthalpie bezeichnet. -> ∆H, ihre Einheit ist kJ/mol

• Die Reaktionsenthalpie ist die Wärme (in kJ/mol), die ein System bei konstantem Druck mit der Umgebung austauscht. Die Reaktionsenthalpie ist die Differenz (∆) der Enthalpie (H) der Reaktionsteilnehmer : ∆H = H(Produkt) - H(Edukt). Bei exothermen Vorgängen ist der Wert von ∆H negativ, bei endothermen positiv.
• Bei einem endothermen Vorgang nimmt die Enthalpie im System zu, die Produkte sind energiereicher als die Edukte. Das System gewinnt Enerige, der Wert der Reaktionsenthalpie ist positiv.
• Bei einem exothermen Vorgang nimmt die Enthalpie im System ab, die Produkte sind energieärmer als die Edukte. Das System verliert Enerige, der Wert der Reaktionenthalpie ist negativ.

Energie, die zu Beginn zugeführt werden muss damit die Stoffe in einen angeregten und damit reaktionsbereiten Übergangszustand kommen. Sie ist ein sofort rückzahlbarer Kredit. Die nach der Aktivierungsenergie freigesetzte Energie setzt sich also zusammen aus der Rückzahlung der Aktivierungsenergie und der Reaktionsenthalpie.

Ein Katalysator ist wie der Gotthardtunnel. Der Weg von Goschenen nach Airolo wird stark erleichtert. Es geht auch viel schneller. (Vereinfacht und beschleunigt die Reaktion)

Jede chemische Reaktion bewirkt die Entstehung derjenigen Stoffe, deren Bildung mit der grössten Wärmeentwicklung verbunden ist. Chemische Systeme streben ein Energieminimum an.

• Wasser verdunstet schon bei NB spontan, trotz endothermer Vorgang
• Eis schmilzt schon bei 0 Grad. Nach dem Prinzip des Energieminimums müssten alle Flüssigkeiten erstarren
• Das Lösen eines Stoffs kan endotherm verlaufen.

• Wenn sich Teilchen im Raum bewegen oder der Raum grösser wird.
• Wenn die Anzahl der Teilchen zunimmt
• Geschwindigkeit der Teilchen steigt
• Temperatur oder Konzentrationsunterschied ausgeglichen wird.

Zur exakten Beschreibung des Ordnungszustands eines Systems dient die Entropie. Je grösser die Unordnung ist, umso grösser ist seine Entropie. Exotherme Vorgänge bei denen die Entropie zunimmt, sind spontan. Endotherme Vorgänge können spontan sein, wenn sie (stark) exotherm verlaufen.

(z.b Chlor und Wasserstoff): Die Reaktion verläuft bei NB vollständig. Nach der Reaktion sind keine Edukt-Moleküle mehr vorhanden.

(z.b Stickstoff und Wasserstoff): Bei der unvollständig verlaufenden Reaktion entsteht ein Gemisch von Produkt- und Edukt-Molekülen.

Ein unvollständiger Stoffumsatz kann durch einen Verlauf der Reaktion zunehmende Hemmung verursacht sein z.b eine Oxidschicht, welche den Zutritt des Sauerstoffs zum Metall zunehmend erschwert und schliesslich verhindert.

• Die Zusammensetzung des Reaktionsgemisch bleibt gleich
• Die Energie des System bleibt gleich
• Die Geschwindigkeit der Hin und Rückreaktion ist gleich

aber:

• Die Menge von Edukten und Produkten sind nicht gleich

• wenig Edukt-Moleküle
• Wenig Zusammenstösse
• Erfolg der Stösse ist gross
• Reagieren leicht

• Zahl der erfolgreichen Zusammenstössen ist für beide Reaktionen gleich

• Viele Produkt-Moleküle
• Viele Zusammenstösse
• Erfolg der Stösse klein
• Reagieren weniger leicht

A)Es handelt sich um verschiedene Verbindungen der gleichen Elemente. Das CO besteht aus 1 C und 1 O. Das CO₂ aus 1c und 2 O.

B) 2 O sind 2 Sauerstoffatome und O₂ ist ein Molekül

Weil die Reaktion schneller verläuft. Die freigesetzte Energie ist zwar kleiner, bewirkt aber eine stärkere Erwärmung, weil sie in kürzerer Zeit abgegeben wird.

Die Stoffe reagieren in einem festgelegten Mengenverhältnis. Aus der Menge eines Reaktionsteilnehmers ergeben sich die anderen.

Gemessen werden kann: Volumen, Masse und Konzentration

Teilchenbewegung ->  Beim Erstarren bilden die Teilchen Gitter, ihre Bewegungsenergie nimmt ab. Die Reaktion wird viel stärker verlangsamt als beim Abkühlen über dem Gefrierpunkt

Glimmerspanprobe -> Er beginnt zu brennen.

Die Reaktion wird durch Erhöhung der Sauerstoffkonzentration beschleunigt

Ja.

Sie können ein Edukt anlagern oder it ihm zu einem Zwischenprodukt reagieren. Am Ende der Reaktion liegt der Katalysator wieder in der Ursprünglichen Form vor.