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Das Massenerhaltungsgesetz ist eine der wichtigsten Bilanzideen in der Chemie. Es erklaert, warum bei einer Reaktion zwar neue Stoffe entstehen, die Gesamtmasse in einem geschlossenen System aber gleich bleibt.
- Du formulierst das Massenerhaltungsgesetz fuer chemische Reaktionen.
- Du erklaerst die Massenerhaltung mit Atomen und Teilchen.
- Du unterscheidest geschlossene und offene Systeme.
- Du nutzt Massenbilanzen, um Produkt- oder Eduktmassen zu bestimmen.
Masse verschwindet nicht
Bei einer chemischen Reaktion werden Edukte in Produkte umgewandelt. In einem geschlossenen System ist die Gesamtmasse der Edukte genauso gross wie die Gesamtmasse der Produkte.
Massenerhaltungsgesetz Bei chemischen Reaktionen bleibt die Gesamtmasse in einem geschlossenen System erhalten. Es geht keine Masse verloren und es entsteht keine Masse aus dem Nichts.
Neue Stoffe bedeuten nicht neue Masse. Die vorhandenen Teilchen werden nur anders angeordnet.
Reagieren 12 g Kohlenstoff mit 32 g Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid, entstehen 44 g Kohlenstoffdioxid. Die Masse vor der Reaktion ist 12 g plus 32 g, also 44 g; nach der Reaktion sind es ebenfalls 44 g.
Warum Atome die Bilanz retten
Das Gesetz passt zur Teilchenvorstellung: Atome werden bei normalen chemischen Reaktionen nicht zerstoert. Bindungen werden geloest und neu geknuepft, aber die Anzahl der Atome jeder Sorte bleibt gleich.
Edukt und Produkt Edukte sind die Ausgangsstoffe einer Reaktion. Produkte sind die Stoffe, die bei der Reaktion entstehen.
Bei der Bildung von Magnesiumoxid gilt: 2 Mg + O2 -> 2 MgO. Aus 48 g Magnesium und 32 g Sauerstoff entstehen 80 g Magnesiumoxid. Die Atome sind danach anders verbunden, aber die Gesamtmasse bleibt gleich.
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Geschlossenes und offenes System
In der Schule wirken manche Versuche zuerst so, als wuerde Masse verschwinden oder entstehen. Meist liegt das daran, dass das System offen ist: Gase koennen entweichen oder aus der Luft dazukommen.
Geschlossenes System Ein geschlossenes System tauscht keine Stoffe mit der Umgebung aus. Energie kann je nach Aufbau trotzdem abgegeben oder aufgenommen werden.
Eine Kerze scheint beim Brennen leichter zu werden, weil gasfoermige Produkte in die Umgebung entweichen. Wird die Reaktion in einem geeigneten geschlossenen Aufbau betrachtet, bleibt die Gesamtmasse von Kerze plus Sauerstoff plus Produkten erhalten.
Eisenwolle kann beim Erhitzen scheinbar schwerer werden, wenn Sauerstoff aus der Luft dazukommt. Das verletzt das Gesetz nicht, denn die zusaetzliche Masse stammt aus der Umgebung.
Reaktionsgleichungen und Masse
Mit dem Massenerhaltungsgesetz kannst du fehlende Massen berechnen, wenn alle anderen beteiligten Massen bekannt sind. Du addierst die Massen einer Seite und setzt sie der anderen Seite gleich.
In einem geschlossenen Gefaess reagieren 7 g Stoff A mit 13 g Stoff B. Es entsteht nur ein Produkt. Dann muss die Produktmasse 20 g betragen.
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Pruefungsmodus
Achte in Aufgaben zuerst auf die Systemgrenze. Wenn ein Gas entweichen kann oder Sauerstoff aus der Luft aufgenommen wird, musst du die Umgebung in deiner Erklaerung mitdenken.
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Zusammenfassung
Das Massenerhaltungsgesetz sagt: In einem geschlossenen System bleibt die Gesamtmasse bei chemischen Reaktionen gleich. Atome werden neu angeordnet, aber nicht erzeugt oder vernichtet. Scheinbare Masseaenderungen entstehen oft durch offene Systeme, in denen Gase entweichen oder aus der Luft aufgenommen werden. Fuer Rechnungen setzt du die Gesamtmasse der Edukte gleich der Gesamtmasse der Produkte.