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Chemie 4b Synthese = Verbindungen aufbauen und Bedingungen/Brennstoffzelle

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Was ist die Frage die man sich stellt, wenn man Wasserstoffgas und Sauerstoffgas miteinander vermischt will?
Wie kann eine Verbindung entstehen?
Was geschieht, wenn in einen Luftballon werden etwa 2 Teile Wasserstoffgas (H₂) und 1 Teil Sauerstoffgas (O₂) gefüllt und der Ballon an einem Stativ befestigt wird?
Keine Reaktion
Was passiert, wenn nun das Gasgemisch mit einem Streichholz zur Reaktion gebracht wird?
Es gibt eine heftige Explosion.
Was macht das Gemisch Wasserstoff und Sauerstoff?
Es beginnt erst beim Entzünden zu reagieren.
Wie heisst die zugeführte „Startenergie"?
Aktivierungsenergie (AE)
Wie sieht die chemische Gleichung für das Ballonexperiment aus?
Wasserstoff (2H₂) und Sauerstoff (O₂) (Knallgasgemisch) = Wasser und Energie (Verbindung)
Was ist diese Reaktion?
Die Umkehrreaktion der Elektrolyse.
Was ist bei dem Versuch genau geschehen?
Mit Hilfe von elektrischer Energie wurde die energiearme Verbindung Wasser in 2 energiereiche Elemente gespalten; diese aufgewendete Energie ist nun im Stoffsystem Wasserstoff/Sauerstoff als chemische Energie gespeichert und kann bei der Synthese wieder freigesetzt werden.
Was ermöglicht die Brennstoffzelle?
Die kontrollierte Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff.
Was ist das spezielle daran, wenn die Brennstoffzelle die kontrollierte Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff ermöglicht?
Bei der Reaktion wird die chemische Energie nicht als Wärme sondern in Form von elektrischer Energie frei.
Wo wird die Brenstoffzelle angewendet?
Für Stromgewinnung in Weltraumlabors (z.B. ISS), Elektromobile
Nenne alle bisherigen Beobachtungen zur Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff?
Wasserstoff und Sauerstoff reagieren erst nach dem Aktivieren und Wasserstoff reagiert mit Luft rasch, aber gemischt mit Sauerstoff explosiv zu Wasser.
Wie verläuft eine Reaktion mit Aktivierungsenergie im Teilchenmodell?
Elementarteilchen mischen, Aktivieren (= alte Bindungen spalten = Einzelatome) und dann durch Aktivierungsenergie Reaktion (=Verbindung).
Welche zwei Bedingungen müssen erfüllt sein, damit eine Verbindung entstehen kann?
Die Elemente müssen miteinander vermischt werden und in Kontakt kommen und Aktivierungsenergie muss zugeführt werden.
Was muss getan werden, damit Stoffe eine neue Verbindung bilden können?
Sie müssen in einen reaktionsfähigen Zustand gebracht werden.
Warum war also die Reaktion von Wasserstoff mit Luft weniger heftig, als die des Knallgasgemischs im Ballon?
Weil die Luft nur 20% Sauerstoff enthält und es länger dauert bis die Wasserstoffteilchen auf Sauerstoffteilchen treffen, um zu reagieren.