Prinzip von Le Chatelier
Die interaktive Lernumgebung veranschaulicht das chemische Gleichgewicht der Haber–Bosch-Synthese anhand der Reaktion
N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g).
Lernende können die Konzentrationen der beteiligten Stoffe, die Temperatur und den Druck verändern und unmittelbar beobachten, wie das System auf diese Störungen reagiert. Die Simulation zeigt die Gleichgewichtsverschiebung im Teilchenmodell und verbindet die Beobachtungen mit dem Prinzip von Le Chatelier.
Zusätzlich werden Reaktionsquotient Qc und Gleichgewichtskonstante Kc gegenübergestellt. Dadurch lässt sich nachvollziehen, warum sich das Gleichgewicht nach einer Veränderung in Richtung der Hin- oder Rückreaktion verschiebt.
Ein integrierter Übungsbereich mit insgesamt 30 Aufgaben bietet die Anforderungsniveaus Grundlagen, Standard und Vertiefung. Die Aufgaben behandeln unter anderem Konzentration, Temperatur, Druck, Dynamik des Gleichgewichts und Transferfragen zur technischen Haber–Bosch-Synthese.
- Inhaltsart
- Simulation
- Lernniveau
- Sekundarstufe II
- Bearbeitungszeit
- ca. 25 Minuten
Lernziele
- Die Lernenden beschreiben ein dynamisches chemisches Gleichgewicht als Zustand gleich schneller Hin- und Rückreaktionen.
- Die Lernenden erklären das Prinzip von Le Chatelier anhand der Haber–Bosch-Synthese.
- Die Lernenden untersuchen den Einfluss von Konzentrationsänderungen auf die Lage eines chemischen Gleichgewichts.
- Die Lernenden erklären den Einfluss von Temperaturänderungen auf das Gleichgewicht einer exothermen Reaktion.
- Die Lernenden erklären den Einfluss von Druck- und Volumenänderungen auf gasförmige Gleichgewichtssysteme.
- Die Lernenden prognostizieren die Richtung einer Gleichgewichtsverschiebung nach einer Störung.
- Die Lernenden interpretieren Veränderungen im Teilchenmodell auf Stoff- und Teilchenebene.
- Die Lernenden vergleichen Reaktionsquotient Qc und Gleichgewichtskonstante Kc zur Beurteilung der Gleichgewichtslage.
- Die Lernenden wenden das Massenwirkungsgesetz auf die Haber–Bosch-Synthese an.
- Die Lernenden übertragen das Prinzip von Le Chatelier auf die technischen Bedingungen der Ammoniaksynthese.
Interaktiver Inhalt
Bedienhinweise
Im Modus Bearbeiten zunächst eine Einflussgröße auswählen: Konzentration, Temperatur oder Druck. Anschließend die entsprechenden Regler verändern und beobachten, wie sich Teilchenzusammensetzung und Gleichgewichtslage entwickeln. Die Simulation zeigt direkt an, ob die Hinreaktion oder die Rückreaktion bevorzugt abläuft. Beim Thema Druck kann der Kolben am Reaktionsgefäß verschoben werden. Temperatur und Konzentrationen werden über Regler eingestellt. Die Anzeigen für Qc und Kc helfen dabei, die beobachtete Verschiebung mathematisch zu erklären. Im Modus Üben kann zwischen Grundlagen, Standard und Vertiefung sowie verschiedenen Themenbereichen gewählt werden. Antworten können geprüft und ausgewählte Aufgaben anschließend direkt in der Simulation nachvollzogen werden.
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