Ziel des Versuchs: Dieses Modell veranschaulicht die Überwindung der Aktivierungsenergie sowohl bei einer exothermen als auch bei einer endothermen Reaktion.
| Thema: Aktivierungsenergie und Katalysatoren IV | Tags: Aktivierungsenergie, endotherme Reaktion, exotherme Reaktion | Klassenstufen: 7-8 | Versuchsart: LV |
Materialien
2 Rundkolben (250 mL), 2 Stative + Muffen und Klemmen, 2 Stopfen mit zwei Löchern, 2 Glasrohre, 2 gebogene Glasrohre, 3 durchsichtige Gummischläuche
Chemikalien
Wasser, Lebensmittelfarbe
Durchführung
Der Versuchsaufbau wird nach Abbildung 2 durchgeführt. Die Gummischläuche welche von den Rundkolben wegführen, werden je nachdem welche Reaktion gezeigt werden möchte, an eine Wasserstrahlpumpe geschlossen. Im Falle von Abbildung 2 wird der Schlauch des unteren Rundkolbens an die Wasserstrahlpumpe geschlossen. In den oberen Rundkolben wird Wasser, welches mit Lebensmittelfarbe angefärbt ist, hineingegossen. Nun wird die Wasserstrahlpumpe langsam aufgedreht und der Wasserverlauf beobachtet. Sobald das Wasser im zweiten Rundkolben angekommen ist wird die Wasserstrahlpumpe zugedreht und das Phänomen beobachtet.
Beobachtung
Wird die Wasserstrahlpumpe aktiviert fließt das Wasser vom oberen Rundkolben über den Gummischlau in den zweiten Rundkolben. Sobald das Wasser den zweiten Rundkolben erreicht und die Wasserstrahlpumpe geschlossen wird, fließt das Wasser weiter vom oberen Rundkolben in den unteren bis sich der obere komplett geleert hat.
Deutung
Die Wasserstrahlpumpe simuliert in diesem Modellversuch die Aktivierungsenergie, welche aufgewendet werden muss, damit das Wasser vom oberen Rundkolben in den unteren fließt. Nachdem die „Reaktionsbarriere/der Berg“ überwunden ist und Wasser den unteren Rundkolben erreicht hat, läuft das Wasser durch einen Sogeffekt weiter in den unteren Rundkolben, auch wenn die Wasserstrahlpumpe bereits ausgeschaltet ist. Dieser Ablauf steht stellvertretend für eine exotherme Reaktion.
Entsorgung
Das gefärbte Wasser kann im Abfluss entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieses Modellexperiment kann genutzt werden um die Aktivierungsenergie von exothermen und endothermen Reaktionen zu erklären. Es kann sowohl zu Beginn der Unterrichtseinheit als auch in der Mitte bzw. am Ende eingesetzt werden. Um zu simulieren das die Edukte nicht mehr vorhanden sind und die Produkte andere Stoffeigenschaften haben, könnte eine leicht alkalische Lösung verwendet werden, welche mit einem Indikator versehen ist. Im zweiten Rundkolben befindet sich ein saures Salz. Trifft nun die alkalische Lösung auf das Salz kommt es zu einer sichtbaren Farbveränderung.
Literatur
[1] Verändert nach: M. Tausch & M. von Wachtendonk, Chemie. Stoff-Formel-Umwelt. Sekundarstufe 1, C.C. Buchner, 2. Auflage, 2006, S. 37.
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