Chemie geschlossenes und offenes system
Also ich habe chemiehausaufgaben. MEien Hausaufgabe ist es einen versuch zubeschreiben der das gesetzt der erhaltung von masse beweist. Ich habe den versuch mit der Verbrennung mit eisenwolle genommen. Also wenn man eisenwolle verbrennt wird sie ja schwerrer als vorher. Das weiss ich aber in den satz müssen jetzt noch die wörter offenes und geschlossenes system eingebracht werden. Wie kann ich die darein tun ich verstehe das mit dem offenen und geschlossenen system nicht. Bitte um ERklärung und ien Beispiel für mein Satz.
Danke im Vorraus
4 Antworten
Moin,
du hast geschrieben, dass die Eisenwolle nach dem Verbrennen schwerer geworden sei. Hast du dich schon gefragt, wieso das so ist? - Die Eisenwolle wird schwerer, weil sie durch die Verbrennung zu Eisenoxid wird. Eisenoxid ist eine Verbindung aus Eisen und Sauerstoff. Es ist klar, dass deine Eisenmenge nach dem Versuch schwerer werden muss, wenn plötzlich noch Sauerstoff hinzu kommt, nicht wahr? - Aber woher stammt der Sauerstoff? - Ganz klar, er stammt aus der Luft, die deine Eisenwolle umgibt. Aber ist hier nicht ein Widerspruch zu dem von dir zitierten Gesetz der Erhaltung der Massen zu sehen? - Die Antwortet lautet: nein! Denn wenn du nur die Eisenwolle bei diesem Versuch berücksichtigst, dann betrachtest du nur einen Teil des Ganzen. Denn genau so klar wie die beobachtbare Tatsache, dass die Eisenwolle an Masse zunimmt, wenn sie mit einem Teil des Sauerstoffs aus der Luft eine Verbindung eingeht, sollte auch sein, dass die Luft um die Masse des ihr nun fehlenden Sauerstoffs leichter wird, oder? Mit anderen Worten: Wenn du nur die Eisenwolle berücksichtigst, stellst du zwar fest, dass das Reaktionsprodukt schwerer ist, aber du unterschlägst dabei, dass die Luft in dem Raum, in dem du den Versuch durchführst, leichter wird. Dieser Fehler ist allerdings leicht zu verstehen, denn der Versuch ist ja darauf angelegt, dass man nur die Masse der Eisenwolle feststellt (zum Beispiel mit einer Balkenwaage). Die Masse der Luft ist für dich im Grunde nicht messbar. Du könntest also sagen, dass die Umgebung deines Versuches zu offen war, um alle Massen berücksichtigen zu können. Indem du aber nur einen Teil des gesamten Systems betrachtest, bekommst du den Eindruck, dass sich die Masse bei einer Reaktion verändert.
Wie gesagt, wenn du nur einen Teil der Reaktionsteilnehmer berücksichtigst, ist das ja auch so. Aber nun stell dir vor, du würdest den Raum, in dem du die Verbrennung von Eisenwolle durchführst, kleiner machen. Stell dir vor, du würdest ihn so klein machen, dass du die Masse der Eisenwolle UND der Luft wiegen könntest. Stell dir vor, du gibst etwas Eisenwolle in ein Reagenzglas und verschließt das Reagenzglas mit einem Luftballon. Was würde dann wohl passieren, wenn du die Eisenwolle von außen im Reagenzglas mit einer Gasbrennerflamme erhitzen würdest? - Tja, dann würde die Eisenwolle durchaus wieder mit dem Sauerstoff aus der Luft zu Eisenoxid reagieren, aber diesmal wäre die Menge des Sauerstoff auf den Teil begrenzt, der sich in deinem Reagenzglas befindet, denn der Luftballon verhindert, dass Luft von außen in das Reagenzglas nachströmen könnte. Du würdest diesmal die Reaktion in einem geschlossenen System durchführen! Wenn du vor der Reaktion das Reagenzglas mitsamt der Eisenwolle, der Luft und dem übergestülpten Luftballon gewogen hättest, würdest du nach dem Versuch feststellen, dass sich die Masse des Gesamtsystems (also des Reagenzglases, des Eisenoxids, der Luft ohne den entsprechenden Teil an Sauerstoff, der reagiert hat sowie dem Luftballon) nicht verändert hätte. Sie wäre gleich, genau so, wie es das Gesetz zur Erhaltung der Massen aussagt. Im Vergleich zu dem vom Luftballon verschlossenen begrenten Raum des Reagenzglases, das man wie gesagt als geschlossenes System bezeichnet, wäre die Durchführung der Verbrennung von Eisenwolle in einem messtechnisch nicht erfassbaren Raum ein offenes System, weil hier nicht alle Komponenten berücksichtigt werden können und ein ungehinderter und unkontrollierbarer Austausch von Einzelteilen erfolgen kann. Alles klar?
LG von der Waterkant.
Ein anschauliches Bsp. ist eine Blitzlichtbirne, wie sie früher verwendet wurde (http://de.wikipedia.org/wiki/Blitzlichtbirne). Darin wird auch ein Metall verbrannt und die Birne stellt ein geschlossenes System dar (kein Stoffaustausch mit der Umgebung). Wenn man eine solche Birne vor und nach der Zündung wiegt, kann man feststellen, dass die Masse konstant bleibt. Wenn du dagegen nur das Metall betrachtest, ist das ein offenes System; bei der Reaktion wird dem System Sauerstoff aus der Umgebung zugeführt und die Masse erhöht sich. Daher bezieht sich die Massenerhaltung bei chemischen Reaktionen immer auf geschlossene Systeme.
offen bedeutet, das noch ein Austausch mit der von dir nicht erfasten Umwelt stattfindet. Wenn du also eine quantitative Massebestimmung machen möchtest, musst du dafür sorgen, das während deiner Reaktion weder Feststoffe von aussen in deinen Tiegel noch Oxidteile vor der Wägung nach aussen gelangen. Das System ist aber insofern OFFEN, als von dir nicht gewogener Sauerstoff an dein Eisen gerät und dieses oxidiert. Du nutzt eben aus, das das Produkt nicht flüchtig ist.
Wenn Du ein geschlossenes System nimmst, ist kein Stoffaustausch mit der Umwelt möglich. Du stülpst also z.B: eine große, luftdichte Glasglocke über deine Eisenwolle. Das Gewicht bleibt dann gleich, weil der Sauerstoff, der mit dem Eisen zu Eisenoxid reagiert, anschließend in der Luft fehlt.
Ohne Glasglocke misst Du nur das Gewicht des Eisens. Das nimmt zu, weil bei dieser Messung der verbrauchte Sauerstoff nicht berücksichtigt. wird -> Offenes System.
echt nicht witzig ich verstehe nicht wie ich jetzt das offene und geschlossene system in meine text reinbringen soll???
sie brauchen nicht direkt so überzureagieren ich kann es einfach nicht, als schüler konnten sie manche sachen bestimmt auch nicht. Was wäre denn so schlimm wen sie meinen satz mit dem offenen un dgeschlossenen sytem verbinden würden mit begründung damit ich es verstehe???
Nochmal von vorne, vielleicht vestehst Du es dann:
Offenes System:
Du verbrennst die Eisenwolle in einem offenen Schälchen. Die Waage zeigt also vorher nur das Gewicht der Eisenwolle an, du wiegst ja nicht den Sauerstoff aus der Luft mit! Also nimmt das Gewicht scheinbar zu.
Geschlossenes System:
Du packst die Eisenwolle in ein geschlossenes Gefäß (z.B. in dem Du eine luftdichte Glasglocke darüber stülpst. Dann wiegst du (idealerweise in einem Vakuum) das komplette System (also Eisenwolle + Luft + Gefäß). Hier ändert sich die Gesamtmasse nicht, da Du den Sauerstoff VOR der Reaktion mitgewogen hast.
und wie soll ich jetzt meine versuchsbeschreibung schreiben och ich verstehe das einfach nicht mann -.-