Physikalische Eigenschaften, Energie und Geschwindigkeit bei Reaktionen

Physikalische Stoffeigenschaften

In der Chemie spielen nicht nur die chemischen Eigenschaften eines Stoffes eine Rolle, sondern auch seine physikalischen Eigenschaften. Ist ein Stoff fest, flüssig oder gasförmig? Und wie kann man aus einem festen Stoff einen flüssig Stoff machen? Mit Hilfe des Teilchenmodells kann man diese Fragen leicht beantworten und den Übergang dieser sogenannten Aggregatzustände erklären und verdeutlichen.

Eine weitere wichtige physikalische Eigenschaft eines Stoffes ist seine Dichte. Schon um 250 v. Chr. erkannte Archimedes, dass zwei unterschiedliche Stoffe mit dem gleichen Gewicht unterschiedlich viel Wasser verdrängen. Diese Erkenntnis half ihm, den Goldgehalt der Krone des Herrschers Hieron II zu bestimmen und den Goldschmied, der die Krone anfertigte, des Betruges zu überführen. Dieser behauptete, die Krone sei aus teurem Gold. Allerdings fertigte er die Krone hauptsächlich aus Silber, das viel weniger wert war. Der Legende nach hatte Archimedes beim Baden die Idee zur Dichte von Stoffen und rannte voller Freude nackt über den Marktplatz. Aber keine Angst, ihr müsst natürlich nicht nackt über den Schulhof rennen.

Und wenn wir schon mal beim Thema Baden sind, können wir uns auch die Frage stellen, wieso sich einige Stoffe wie zum Beispiel Kochsalz in Wasser lösen und andere so wie unsere Haut nicht. Wir können sogar anhand der Löslichkeit eines Stoffes erkennen, wie viel sich von diesem Stoff in einem bestimmten Lösungsmittel lösen lässt.

Elektrochemie

Wie du bestimmt weißt, werden bei chemischen Reaktion oft Elektronen von einem Reaktionspartner auf den anderen übertragen. Diese Art der chemischen Reaktion nennt man auch Red-Ox-Reaktion. In der Elektrochemie schauen wir uns die Red-Ox-Reaktion genau an und lernen den Unterschied zwischen einer freiwilligen Reaktion und einer erzwungenen Reaktion (Elektrolyse) kennen. Zudem werden wir uns die Funktionsweise von Batterien und Akkumulatoren genau anschauen, die beide auf Red-Ox-Reaktionen zurückzuführen sind.

Energetik chemischer Reaktionen

Chemische Reaktionen lassen sich nicht nur durch die Veränderung der eingesetzten Stoffe beschreiben. Darüber hinaus kann man auch die Veränderung der Energie bei chemischen Reaktionen betrachten. Wann wird bei einer chemischen Reaktion Energie frei? Wann benötigt man Energie bei einer chemischen Reaktion? Läuft die Reaktion spontan ab oder muss diese erzwungen werden? Antworten auf diese Fragen gibt uns die Thermodynamik. In diesem Zusammenhang lernen wir unter anderem die Begriffe Enthalpie und Entropie kennen, sowie exergonisch und endergonisch, Begriffe also, die jeden Schüler zum Verzweifeln bringen.

Kinetik chemischer Reaktionen

Während sich die Energetik mit der Änderung der Energie bei chemischen Reaktionen beschäftigt, so beschäftigt sich die Kinetik mit der Reaktionsgeschwindigkeit. Mit der Geschwindigkeit einer Reaktion ist die Zunahme der Produktkonzentration in einem bestimmten Zeitabschnitt gemeint. Je schneller eine Reaktion also abläuft, desto schneller erhält man also auch das Produkt. Interessant ist dabei natürlich die Frage, ob man die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen kann und wenn ja, wie?