Das chemische Gleichgewicht

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Viele chemische Reaktionen sind umkehrbar. Der Fachbegriff hierfür ist reversibel. Welche Konsequenzen dieses Phänomen nach sich zieht wird in dieser Simulation deutlich.

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Das Eisenthyocyanat-Gleichgewicht ist ein Klassiker der Schulchemie. Es zeigt schöne Farbeffekte und lässt sich gut durch Zugabe aller am Gleichgewicht beteiligten Stoffe beeinflussen.

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Der Stechheberversuch veranschaulicht die Einstellung eines chemischen Gleichgewichts. Für den Versuch wird (gefärbtes) Wasser benötigt, das mit Glasröhren von einem Messzylinder in den anderen überführt wird.

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Was wäre, wenn Moleküle Menschen wären, die miteinander reagieren? Dieser Gedanke wird im Video fortgeführt und veranschaulicht so, was genau eigentlich ein dynamisches Gleichgewicht ausmacht.

Interaktives Medium

Der Kumulator dient dem einfach Modellieren, direkt im Browser. Du kannst ihn zur eigenen Modellbildung nutzen.

Geogebra

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Gleichgewichtsreaktion zwischen Chromat/Dichromat. Weitere Informationen unter: http://www.chemische-experimente.com Balance between chromate and dichromate. More informations are given on the website: http://www.chemische-experimente.com

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Kohlenstoffdioxid löst sich sehr gut in Wasser – und ist dort als Kohlensäure gebunden. Kohlensäure zerfällt jedoch auch wieder in Kohlenstoffdioxid. Die Videoserie zeigt Möglichkeiten auf, das Lösungsgleichgewicht mit medizintechnischem Zubehör genauer zu untersuchen.

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Es fällt nicht leicht, die Lebensleistung des deutschen Chemikers Fritz Haber zu bewerten. Ohne seine Forschungen gäbe es keinen synthetischen Stickstoffdünger. Doch ab 1915 wurde er auch zum “Vater des Gaskriegs”.

Bayerischer Rundfunk

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Was ist ein Stechheber??? Die Antwort ist zunächst unspektakulär. Eigentlich nur ein Rohr mit dem in eine Flüssigkeit eingetaucht wird. Das obere Ende verschließt man mit dem Daumen und hebt es dann mit der Lösung heraus. Doch was passiert, wenn man von einem Gefäß derart die Flüssigkeit in ein anderes Gefäß umfüllt und gleichzeitig mit einem anderen Stechheber (mit unterschiedlichem Durchmesser) einen Teil der Lösung wieder zurückführt? Erst einmal nichts Unerwartetes, doch dann… Dieser Modellversuch verdeutlicht auch wie sich ein Gleichgewicht bei Reaktionen einstellen kann, obwohl Hinreaktion und Rückreaktion ständig ablaufen. Am Beispiel der Veresterung und der Esterhydrolyse wird dies dargestellt. Viel Spaß 🙂 Dirk Unkauf Musik Fast and Run von Nico Staf Gleichgewicht, dynamisch, Hin- und Rückreaktion, Modellvorstellung, Gleichgewichtsreaktion,

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Zunächst werden die verwendeten Gerätschaften und Chemikalien in Wort, Bild und ggf. chemischer Formel vorgestellt. Die Stoffportionen der beiden Chemikalien Kaliumthiocyanat (s) und Eisen(III)-chlorid Hexahydrat (s) sind in jeweils einem Messkolben vorgelegt worden. Fachmännisch werden wässrige Lösungen bereitet. Nach diesem Videoabschnitt, der sich eher mit der Versuchsvorbereitung befasst, folgt der Hauptteil der Versuchsdurchführung: Im ersten Schritt werden die Lösungen vereinigt und das Resultat in Augenschein genommen. Der zweite Schritt gliedert sich in zwei Unterteile. 1. Teil: Die Lösung wird auf drei Reagenzgläser verteilt und Stoffportionen von Kaliumthiocyanat (s) bzw. Eisen(III)-chlorid Hexahydrat (s) hinzugegeben und anschließen im Vergleich mit der Blindprobe in Augenschein genommen. 2. Teil: Es erfolgt die Zugabe von Silbernitratlösung bzw. Natronlauge. Das Resultat wird im Vergleich mit der Blindprobe in Augenschein genommen. Der weiße Kontrasthintergrund ermöglicht ein genaues Beobachten. – Auszug aus der Quelle

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In diesem Video werden zunächst das Laborequipment und die Durchmesser der verwendeten Glasrohrer gezeigt. Mithilfe der Glasrohre wird nun der Versuch durchgeführt (kreuzweises Überführen von Flüssigkeitsportionen von einem Messzylinder in den anderen; dies wird als Hub bezeichnet). Die Anzahl der Hübe und das jeweilige Flüssigkeitsvolumen in den beiden Messzylindern wird in einer eingeblendeten Tabelle während des laufendes Versuches eingeblendet. Der Beobachter kann die Volumenveränderungen und die jeweiligen Befüllungen der Glasrohre sehr gut nachvollziehen, da die Flüssigkeit eingefärbt ist und ein weißer Kontrasthintergrund verwendet wird. Nach 22 Hüben über Kreuz wird der Versuch beendet. Es wird mit Zeitraffung gearbeitet, deren Rate eingeblendet wird. – Auszug aus der Quelle

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Im ersten Teil dieses Videos wird zunächst die Zubereitung einer verdünnten Stärkelösung gezeigt. Der schwarze Kontrasthintergrund lässt das Enstehen einer Stärke Lösung aus einer Stärke-Wasser-Suspension nachvollziehen. Im zweiten Teil des Videos wird die abgekühlte Lösung in ein Reagenzglas überführt und portionsweise unter Rühren mit Lugolscher Lösung versetzt. Dabei wird die ästhetische Wirkung der Lösungsverfärbung in didaktischer Weise genutzt. Das Reagenzglas mit der nun blauen Lösung wird in Standzylinder mit heißem bzw. eiskaltem Wasser gehalten und jeweils anschließend in Augenschein genommen. Der weiße Kontrasthintergrund macht ein genaues Beobachten möglich. Das Verwenden von Temperaturfühlern und -anzeigen lässt die jeweils vorliegenden Versuchsbedingungen visuell nachvollziehen. Einige Prozesse werden mithilfe der Zeitraffung dargestellt und die Zeitraffungsrate eingeblendet. – Auszug aus der Quelle

Video

In diesem Video werden zunächst die Chemikalien und Materialien mit Abbildung und Name vorgestellt. Dann wird eine mit Stickstoffdioxid gefüllte Glasampulle in heißes Wasser getaucht und anschließend in Augenschein genommen. Dann wird die Ampulle in Eiswasser getaucht und ebenfalls in Augenschein genommen. Dieses Vorgehen wird einige Male wiederholt. Abschließend gibt es drei Bilder der Ampulle bei verschiedenen Temperaturen, die eine abschließende kontrastive Betrachtung ermöglicht. Der verwendete weiße Kontrasthintergrund macht ein genaues Beobachten möglich. – Auszug aus der Quelle

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Das Videotutorial zeigt die Durchführung des Versuchs Adiabatenkoeffizient (Thermodynamik) im Praktikum Physikalische Chemie der Hochschule Emden/Leer.

TIB AV Portal

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Das Videotutorial zeigt die Durchführung des Versuchs Adsoprtionsisotherme im Praktikum Physikalische Chemie der Hochschule Emden/Leer.

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In je einem 100-mL-Messzylinder mit Schliff wird eine Esterhydrolyse und eine Veresterung angesetzt. In einem dritten 100-mL-Messzylinder wurde eine Blindprobe angesetzt. Die ersten zwei Ansätze wurden über Nacht gerührt. Eine Woche später werden gleiche Portionen der drei Proben titriert.

Video

In einem großen Becherglas werden unter Rühren Acetessigsäureethylester und eine gesättigte Eisen(III)-chlorid-Lösung zu Wasser gegeben. Zu der sich bildenden (dunkel)roten Lösung wird portionsweise Bromwasser gegeben, sobald sich wieder eine rote Färbung eingestellt hat.

Unterrichtsbaustein/-reihe

Der vorliegende Unterrichtsbaustein ist ein Vorschlag für den Einstieg in das Thema “Löslichkeitsgleichgewichte”. Hier soll ausgehend vom Phänomen des Auflösens von Salz im Lösungsmittel Wasser gezeigt werden, dass sich von verschiedenen Salzen unterschiedlich viel in Wasser löst, bevor es wieder als Bodenkörper ausfällt. Auch andere Faktoren, wie z.B. die Verdunstung des Lösungsmittels Wassers, spielen eine Rolle. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass immer eine bestimmte Menge eines Salzes gelöst werden kann und egal wie viel Lösungsmittel enthalten ist, eine bestimmte Konzentration in der Lösung nicht überschritten wird (Sättigungskonzentration). Ausgehend von diesem Umstand können Löslichkeitsgleichgewichte formuliert und Berechnungen zur Löslichkeit angestellt werden.

Digital Learning Lab

Unterrichtsbaustein/-reihe

Ein Artikel aus der CHEMKON, in dem ein Vorschlag zur konsistenten Verwendung von Begrifflichkeiten in Bezug auf das chemische Gleichgewicht beschrieben wird. Dieser ist als Hintergrundartikel für Lehrer:innen spannend!

Unterrichtsbaustein/-reihe

Schüler*innen verbinden mit dem Begriff Gleichgewicht den Aspekt der Ausgewogenheit und denken an waagerecht ausbalancierte Waagebalken, faire Justiz und ungestörtes Zusammenleben. Deshalb ist es schwer, Gleichgewichte im menschlichen Bereich von den dynamischen Reaktionssystemen der Chemie zu unterscheiden. Auf dieser Website wird dieses veranschaulicht.

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Das Videotutorial zeigt die Durchführung des Versuchs Adiabatenkoeffizient (Thermodynamik) im Praktikum Physikalische Chemie der Hochschule Emden/Leer.

TIB AV Portal

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Das Videotutorial zeigt die Durchführung des Versuchs Adsoprtionsisotherme im Praktikum Physikalische Chemie der Hochschule Emden/Leer.

Unterrichtsplan

Für die Anwendungen des Wissens um die Beeinflussung chemischer Gleichgewichte sind der globalen Kohlenstoffkreislauf und dessen Bedeutung für das Leben auf der Erde prädestiniert. Eine Auseinandersetzung mit den Ursachen und Folgen des Klimawandels und Handlungsmöglichkeiten ist unerlässlich!

Unterrichtsplan

Der Hochdruckprozess, die Katalysatoren-Forschung und die bewusste Verschiebung von chemischen Gleichgewichten machen den Haber-Bosch-Prozess für sich alleine schon zu einem lohnenden Inhalt. Die Auseinandersetzung mit der Forscherpersönlichkeit Habers und seiner ersten Ehefrau Clara Immerwahr erweitert dieses Spektrum um ein Vielfaches.

Video

Das Eisenthyocyanat-Gleichgewicht ist ein Klassiker der Schulchemie. Es zeigt schöne Farbeffekte und lässt sich gut durch Zugabe aller am Gleichgewicht beteiligten Stoffe beeinflussen.

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Der Stechheberversuch veranschaulicht die Einstellung eines chemischen Gleichgewichts. Für den Versuch wird (gefärbtes) Wasser benötigt, das mit Glasröhren von einem Messzylinder in den anderen überführt wird.

Arbeitsblatt

Zur Auswertung des Stechheberversuchs können vielfältige Aufgaben genutzt werden. Einen möglichen Weg strukturiert dieses Arbeitsblatt vor. Lernprogramm zur Übung: https://chemie-lernprogramme.de/daten/programme/js/gleichgewichtmodeller-online/index.html

Chemie Lernprogramme

Tests / Fragebögen

Diese Klausur befasst sich mit den Grundlagen des chemischen Gleichgewichts.

Tutory

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Kohlenstoffdioxid löst sich sehr gut in Wasser – und ist dort als Kohlensäure gebunden. Kohlensäure zerfällt jedoch auch wieder in Kohlenstoffdioxid. Die Videoserie zeigt Möglichkeiten auf, das Lösungsgleichgewicht mit medizintechnischem Zubehör genauer zu untersuchen.

Experiment

Dieser einfache Versuch ist ein Klassiker im Chemieunterricht. Ein Stück Magnesiumband wird mit der Tiegelzange in eine Flamme gehalten. Egal ob Feuerzeug- oder Brennerflamme, das Ergebnis ist immer das Gleiche und sollte im Live-Experiment vom Beobachter nicht direkt angesehen werden. Warum? Nun – der Blick in die Sonne ist auch nicht empfehlenswert und ebenso verhält es sich mit dem Blick in die Flamme des brennenden Magnesiums. Aber keine Angst! Im Video kann alles genau beobachtet werden ohne mit einer Blendung oder Verblitzung rechnen zu müssen. Auch beim Produkt ist klar zu erkennen, dass eine chemische Reaktion statt gefunden hat. Es hat eindeutig andere Eigenschaften als der Ausgangsstoff. Die Frage nach dem Reaktionstyp von energetischer Seite, also ob sie exotherm oder endotherm verläuft, lässt sich bei dieser Oxidation auch mehr als unstreitig beantworten 😉. Viel Spaß 🙂 Dirk Unkauf Musik Brooklyn and the Bridge von Niko Staf Oxidation von Magnesium, Reaktion mit Sauerstoff aus der Luft, Verbrennung von Magnesium, Verbrennen, Magnesiumbrand, reagiert mit Sauerstoff, Magnesiummonooxid, Magnesiummonoxid, Magnesium(II)-oxid

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Was ist ein Stechheber??? Die Antwort ist zunächst unspektakulär. Eigentlich nur ein Rohr mit dem in eine Flüssigkeit eingetaucht wird. Das obere Ende verschließt man mit dem Daumen und hebt es dann mit der Lösung heraus. Doch was passiert, wenn man von einem Gefäß derart die Flüssigkeit in ein anderes Gefäß umfüllt und gleichzeitig mit einem anderen Stechheber (mit unterschiedlichem Durchmesser) einen Teil der Lösung wieder zurückführt? Erst einmal nichts Unerwartetes, doch dann… Dieser Modellversuch verdeutlicht auch wie sich ein Gleichgewicht bei Reaktionen einstellen kann, obwohl Hinreaktion und Rückreaktion ständig ablaufen. Am Beispiel der Veresterung und der Esterhydrolyse wird dies dargestellt. Viel Spaß 🙂 Dirk Unkauf Musik Fast and Run von Nico Staf Gleichgewicht, dynamisch, Hin- und Rückreaktion, Modellvorstellung, Gleichgewichtsreaktion,

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Arbeitsblatt

Lernprogramm zur Übung: https://chemie-lernprogramme.de/daten/programme/js/gleichgewichtdruecker-online/index.html

Chemie Lernprogramme

Arbeitsblatt

Lernprogramm zur Übung: https://chemie-lernprogramme.de/daten/programme/js/gleichgewichtskonstanter/index.html

Chemie Lernprogramme

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Lernprogramm zur Übung: https://chemie-lernprogramme.de/daten/programme/js/gleichgewichtkonzentrierer-online/index.html

Chemie Lernprogramme

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Zunächst werden die verwendeten Gerätschaften und Chemikalien in Wort, Bild und ggf. chemischer Formel vorgestellt. Die Stoffportionen der beiden Chemikalien Kaliumthiocyanat (s) und Eisen(III)-chlorid Hexahydrat (s) sind in jeweils einem Messkolben vorgelegt worden. Fachmännisch werden wässrige Lösungen bereitet. Nach diesem Videoabschnitt, der sich eher mit der Versuchsvorbereitung befasst, folgt der Hauptteil der Versuchsdurchführung: Im ersten Schritt werden die Lösungen vereinigt und das Resultat in Augenschein genommen. Der zweite Schritt gliedert sich in zwei Unterteile. 1. Teil: Die Lösung wird auf drei Reagenzgläser verteilt und Stoffportionen von Kaliumthiocyanat (s) bzw. Eisen(III)-chlorid Hexahydrat (s) hinzugegeben und anschließen im Vergleich mit der Blindprobe in Augenschein genommen. 2. Teil: Es erfolgt die Zugabe von Silbernitratlösung bzw. Natronlauge. Das Resultat wird im Vergleich mit der Blindprobe in Augenschein genommen. Der weiße Kontrasthintergrund ermöglicht ein genaues Beobachten. – Auszug aus der Quelle

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In diesem Video werden zunächst das Laborequipment und die Durchmesser der verwendeten Glasrohrer gezeigt. Mithilfe der Glasrohre wird nun der Versuch durchgeführt (kreuzweises Überführen von Flüssigkeitsportionen von einem Messzylinder in den anderen; dies wird als Hub bezeichnet). Die Anzahl der Hübe und das jeweilige Flüssigkeitsvolumen in den beiden Messzylindern wird in einer eingeblendeten Tabelle während des laufendes Versuches eingeblendet. Der Beobachter kann die Volumenveränderungen und die jeweiligen Befüllungen der Glasrohre sehr gut nachvollziehen, da die Flüssigkeit eingefärbt ist und ein weißer Kontrasthintergrund verwendet wird. Nach 22 Hüben über Kreuz wird der Versuch beendet. Es wird mit Zeitraffung gearbeitet, deren Rate eingeblendet wird. – Auszug aus der Quelle

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Im ersten Teil dieses Videos wird zunächst die Zubereitung einer verdünnten Stärkelösung gezeigt. Der schwarze Kontrasthintergrund lässt das Enstehen einer Stärke Lösung aus einer Stärke-Wasser-Suspension nachvollziehen. Im zweiten Teil des Videos wird die abgekühlte Lösung in ein Reagenzglas überführt und portionsweise unter Rühren mit Lugolscher Lösung versetzt. Dabei wird die ästhetische Wirkung der Lösungsverfärbung in didaktischer Weise genutzt. Das Reagenzglas mit der nun blauen Lösung wird in Standzylinder mit heißem bzw. eiskaltem Wasser gehalten und jeweils anschließend in Augenschein genommen. Der weiße Kontrasthintergrund macht ein genaues Beobachten möglich. Das Verwenden von Temperaturfühlern und -anzeigen lässt die jeweils vorliegenden Versuchsbedingungen visuell nachvollziehen. Einige Prozesse werden mithilfe der Zeitraffung dargestellt und die Zeitraffungsrate eingeblendet. – Auszug aus der Quelle

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In diesem Video werden zunächst die Chemikalien und Materialien mit Abbildung und Name vorgestellt. Dann wird eine mit Stickstoffdioxid gefüllte Glasampulle in heißes Wasser getaucht und anschließend in Augenschein genommen. Dann wird die Ampulle in Eiswasser getaucht und ebenfalls in Augenschein genommen. Dieses Vorgehen wird einige Male wiederholt. Abschließend gibt es drei Bilder der Ampulle bei verschiedenen Temperaturen, die eine abschließende kontrastive Betrachtung ermöglicht. Der verwendete weiße Kontrasthintergrund macht ein genaues Beobachten möglich. – Auszug aus der Quelle

Unterrichtsbaustein/-reihe

Schüler*innen verbinden mit dem Begriff Gleichgewicht den Aspekt der Ausgewogenheit und denken an waagerecht ausbalancierte Waagebalken, faire Justiz und ungestörtes Zusammenleben. Deshalb ist es schwer, Gleichgewichte im menschlichen Bereich von den dynamischen Reaktionssystemen der Chemie zu unterscheiden. Auf dieser Website wird dieses veranschaulicht.

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Das Videotutorial zeigt die Durchführung des Versuchs Adiabatenkoeffizient (Thermodynamik) im Praktikum Physikalische Chemie der Hochschule Emden/Leer.

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Das Videotutorial zeigt die Durchführung des Versuchs Adsoprtionsisotherme im Praktikum Physikalische Chemie der Hochschule Emden/Leer.

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In je einem 100-mL-Messzylinder mit Schliff wird eine Esterhydrolyse und eine Veresterung angesetzt. In einem dritten 100-mL-Messzylinder wurde eine Blindprobe angesetzt. Die ersten zwei Ansätze wurden über Nacht gerührt. Eine Woche später werden gleiche Portionen der drei Proben titriert.

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In einem großen Becherglas werden unter Rühren Acetessigsäureethylester und eine gesättigte Eisen(III)-chlorid-Lösung zu Wasser gegeben. Zu der sich bildenden (dunkel)roten Lösung wird portionsweise Bromwasser gegeben, sobald sich wieder eine rote Färbung eingestellt hat.

Tool

Veranschaulicht dynamische Gleichgewichte anhand eines einfachen Wasserstandsgleichgewichts als Modellversuch

Chemie Lernprogramme

Tool

Veranschaulicht die Druckabhängigkeit der Lage des chemischen Gleichgewichts

Chemie Lernprogramme

Tool

Veranschaulicht die Konzentrationsabhängigkeit der Lage des chemischen Gleichgewichts

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Veranschaulicht die Temperaturabhängigkeit der Lage des chemischen Gleichgewichts

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Tool

Ermittelt für beliebige Reaktionsgleichungen das Massenwirkungsgesetz einschließlich der Gleichgewichtskonstanten

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Lernprogramm zur Übung: https://chemie-lernprogramme.de/daten/programme/js/gleichgewichttemperaturer-online/index.html

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Quelle

Interaktives Lernprogramm – Chemisches Rechnen Hier findest du grundlegende Rechenaufgaben der anorganischen Chemie, Beispielaufgaben, Multiple-Choice-Aufgaben mit gezielten Hilfestellungen und Übungsaufgaben.