Modellexperiment zum chemischen Gleichgewicht

von Jana Pfefferle

Thema: Chemisches Gleichgewicht III Tags: Dynamisches Gleichgewicht, Modellversuch, Einstellung Klassenstufen: 11-12 Versuchsart: SV

Ziel des Versuchs: Dieser Modellversuch zeigt sehr anschaulich, wie sich ein dynamische Gleichgewicht einstellt.

Materialien

2 Messzylinder (50 mL), Glasrohr (8 mm Außendurchmesser), Glasrohr (6 mm Außendurchmesser)

Chemikalien

Wasser

Durchführung

In den ersten Messzylinder werden 40 mL Wasser gegeben als Edukt A. Das 8 mm Glasrohr wird als Pipette eingesetzt und in den ersten Messzylinder bis auf den Boden getaucht. Das 6 mm Glasrohr wird in den zweiten Messzylinder gestellt. Die obere Öffnungen der Glasrohre werden mit dem Daumen verschlossen und die, in den Glasrohren enthaltene Flüssigkeitsmengen, werden gleichzeitig in den jeweils anderen Messzylinder übertragen. Dies wird so oft wiederholt, bis die Menge in beiden Standzylindern gleich ist. Nach jeder Übertragungsoperation wird der Flüssigkeitsstand der Messzylinder notiert.

Beobachtung

Flüssigkeitsstand Messzylinder A [mL] Flüssigkeitsstand Messzylinder B [mL]
40 0
38 2
35 5
33 7
32 8
30 10
29 11
28 12
27 13
25 14
24,5 15
24 16
23 17
22 18
21 18
21 19
20 20
20 21
19 21
19 21
17 22
18 22
17 23

Abb. 1: Versuchsaufbau für den Modellversuch „Chemisches Gleichgewicht“. Links die 40 mL Wasser als Edukt.Abbildung 10: Einstellung des dynamischen Gleichgewichtes. Links Messzylinder A (Edukt), rechts Messzylinder B (Produkt).
Abb. 2: Einstellung des dynamischen Gleichgewichtes. Links Messzylinder A (Edukt), rechts Messzylinder B (Produkt).

Deutung

Am Anfang der Reaktion liegen nur Edukte vor, in diesem Fall Wasser in Messzylinder A. Wenn die Reaktion abläuft gibt es sowohl eine Hinreaktion (Edukten zu Produkten, Transport von Wasser von Messzylinder A zu Messzylinder B) als auch eine Rückreaktion (Produkten zu Edukten, Transport von Wasser von Messzylinder B zu Messzylinder A). Die unterschiedlichen Reaktionsgeschwindigkeiten der Hin-und Rückreaktion werden durch die unterschiedlichen Durchmesser der Glasrohre verdeutlicht.

Wenn das System im dynamischen Gleichgewicht ist, wird das gleiche Volumen an Wasser von Messzylinder A zu Messzylinder B und von Messzylinder B zu Messzylinder A transportiert. Die Volumina des Wassers in jedem Standzylinder bleiben konstant. Das Glasrohr von Standzylinder A hat einen größeren Durchmesser jedoch liegt weniger Wasser vor, wodurch gleich viel Wasser transportiert wird wie von Messzylinder B zu Messzylinder A, da in Messzylinder B zwar mehr Wasser vorliegt, jedoch das Glasrohr einen kleineren Durchmesser hat.

Entsorgung

Das Wasser kann in den Abguss entsorgt werden.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch kann in der Einheit chemisches Gleichgewicht durchgeführt werden, um das Konzept eines dynamischen Gleichgewichtest für die SuS zu verdeutlichen. Auf Grund seiner Ungefährlichkeit ist er super als Schülerversuch durchzuführen, kann jedoch auch als Demonstrationsversuch genutzt werden.

Literatur

[1] W. Asselborn et al., Chemie heute – Sekundarbereich II, Schroedel, 1998, S. 48.


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