Energie bei chemischen Reaktionen
Zielsetzung: Das Arbeitsblatt vermittelt die energetischen Grundlagen chemischer Reaktionen. Die Lernenden sollen den Unterschied zwischen exothermen und endothermen Reaktionen verstehen, Energiediagramme interpretieren und das Konzept der Aktivierungsenergie auf Alltagssituationen anwenden.
Inhalte und Methoden: Die Inhalte werden durch die Kombination aus Diagrammanalyse, systematischem Vergleich und praxisnaher Anwendung vermittelt: Zunächst werden exotherme und endotherme Reaktionen anhand von Energiediagrammen sowie zentralen Fachbegriffen wie Aktivierungsenergie, Edukten, Produkten und Reaktionsenthalpie erarbeitet. Darauf aufbauend erfolgt ein Vergleich der Reaktionsarten hinsichtlich Energiefluss und Temperaturveränderung, bevor das Wissen in einer alltagsnahen Fallstudie angewendet und durch die Erstellung eigener Energiediagramme sowie Aufgaben zur Reaktionskinetik vertieft wird.
Kompetenzen:
- Fachwissen Chemie: Unterscheidung von Energieformen und Reaktionsarten anhand von Energieniveaus
- Erkenntnisgewinnung: Interpretation und Erstellung von Fachdiagrammen zur Visualisierung unsichtbarer energetischer Prozesse
- Transferkompetenz: Anwendung abstrakter Modelle auf komplexe Alltagsphänomene
- Sprachkompetenz: Nutzung von Fachsprache in Lückentexten und Begründungen
Zielgruppe und Niveau: Ab Klasse 7
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Target group and level
ab Klasse 7
Subjects
Energie bei chemischen Reaktionen
Diagrammanalyse
1. Betrachte die Energiediagramme für die exotherme und endotherme Reaktion aufmerksam und achte auf die Unterschiede zwischen Edukten und Produkten.
2. Vergleiche die Merkmale von exothermen und endothermen Reaktionen und füge die Informationen in die Tabelle ein.
3. Erkläre den Zusammenhang zwischen dem Energieniveau der Produkte und der Notwendigkeit einer dauerhaften Energiezufuhr.
Merkmale vergleichen
| Merkmal | Exotherme Reaktion | Endotherme Reaktion |
|---|---|---|
| Energiefluss | ||
| Temperatur der Umgebung | ||
| Beispiel |
Arbeitsauftrag
1. Lies dir das Fallbeispiel genau durch und achte auf Details im Text. Beantworte anschließend die zwei gestellten Fragen.
2. Bereite dich mithilfe der Informationen im Text auf das Erstellen eines eigenen Energiediagramms vor.
3. Begründe kurz den chemischen Gesamtvorgang und vervollständige den Lückentext zu exothermen und endothermen Reaktionen.
Fallbeispiel: Kerze im Wohnzimmer
Am Abend sitzt Leon im Wohnzimmer am Tisch und möchte eine gemütliche Stimmung schaffen. Auf dem Tisch steht eine neue Kerze aus Wachs mit einem Docht in der Mitte. Zuerst nimmt er ein Feuerzeug und hält die kleine Flamme direkt an den Docht. Nach ein paar Sekunden beginnt der Docht zu schwärzen, das Wachs in seiner Nähe wird weich und schließlich fängt der Docht Feuer. Die Kerze brennt nun ruhig, man kann die gelbliche Flamme sehen und spürt in der Nähe der Kerze eine deutliche Wärme. Es riecht leicht nach geschmolzenem Wachs, aber nicht unangenehm. Während die Kerze weiter brennt, wird das Wachs um den Docht herum flüssig, sammelt sich als klarer, heißer Film am Rand und kühlt weiter außen wieder zu festem Wachs ab. Nach einiger Zeit pustet Leon die Kerze aus. Die Flamme erlischt sofort, ein dünnes Rauchwölkchen steigt auf und der Docht glimmt noch kurz, bevor er dunkel wird. Das flüssige Wachs erstarrt langsam wieder, wird matt und fest, und die Oberfläche fühlt sich nach einigen Minuten nur noch leicht warm an.
Energiediagramm zur brennenden Kerze
1. Diagramm erstellen
Zeichne ein Energiediagramm, das den Vorgang vom Anzünden der Kerze bis zum ruhigen Brennen der Flamme beschreibt. Stelle die Energieniveaus vor und nach dem Entzünden in einem geeigneten Verhältnis dar.
2. Aktivierung
Trage in dein Diagramm ein, an welcher Stelle der Einsatz des Feuerzeugs eine Rolle spielt. Beschrifte den dazugehörigen Pfeil mit dem passenden Fachbegriff für die notwendige Energiezufuhr.
3. Energiebilanz
Füge einen Pfeil ein, der die von der Kerze abgegebene Wärme kennzeichnet, die man in der Nähe spüren kann. Bestimme, ob die Gesamtreaktion hinsichtlich der Energieabgabe als exotherm oder endotherm einzuordnen ist.
4. Übergang
Markiere und beschrifte den höchsten Punkt der Kurve in deinem Energiediagramm. Erläutere kurz, welche Rolle dieser Punkt im Ablauf der Reaktion spielt.
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