Gesetze der Chemie

Gesetz von der Erhaltung der Masse

• Bei chemischen Reaktionen bleibt die Masse erhalten
• Ein Beispiel ist die Verbrennung von Eisen, wobei sich Eisen mit Sauerstoff verbindet und Eisenoxid entsteht.
• Schon vor Dalton wussten Chemiker, dass die Masse bei Reaktionen unverändert bleibt.

Gesetz von der Erhaltung der Masse

• Die Masse bei einer chemischen Reaktion in einem geschlossenen System bleibt gleich.
• Dalton erklärte dies mit der Annahme, dass Stoffe aus kleinen Bausteinen bestehen, die nur anders kombiniert werden.
• Wenn keine Bausteine verloren gehen, ändert sich die Masse nicht.

Gesetz der konstanten Massenverhältnisse

• Joseph Louis Proust entdeckte, dass Elemente in chemischen Verbindungen immer im selben Massenverhältnis vorkommen.
• Beispielsweise enthalten Wassermoleküle immer 11,1 % Wasserstoff und 88,9 % Sauerstoff.
• Diese Entdeckung ist die Grundlage für chemische Berechnungen.
• John Dalton erweiterte diese Erkenntnis.

Gesetz der konstanten Massenverhältnisse (detail)

• Die Ausgangsstoffe (Edukte) einer chemischen Reaktion müssen im richtigen Massenverhältnis gemischt werden, damit die Reaktion vollständig abläuft.
• Die Produkte (Endstoffe) einer Zersetzung entstehen im gleichen Massenverhältnis.

Atome, Formeln und das Periodensystem

• Atome sind sehr kleine Teilchen, die die Grundbausteine von Stoffen sind.
• Es gibt verschiedene Arten von Atomen (Elemente), jedes mit einzigartigen Eigenschaften.
• Atome werden durch ihre Masse und die Anzahl der Elektronen unterschieden; Elemente mit gleichen Eigenschaften werden in Gruppen (Spalten) im Periodensystem zusammengefasst.

Atome und Moleküle

• Die Atomtheorie postuliert, dass Materie aus Atomen besteht.
• Die griechische Philosophie, wie z.B. Demokrit hatte ähnliche Vermutungen.
• Der Beweis für die Existenz von Atomen entstand über viele wissenschaftliche Entdeckungen und Forschung.

Atomtheorie nach Dalton (Details)

• Elemente bestehen aus Atomen.
• Atome eines Elements sind gleich.
• Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in ihren Eigenschaften.
• Atome werden bei chemischen Reaktionen in fester Anzahl miteinander kombiniert.

Das Periodensystem

• Das Periodensystem ordnet Elemente nach steigender Protonenzahl an.
• Elemente mit ähnlichen Eigenschaften befinden sich in den gleichen Gruppen.
• (Beispiele für Gruppen sind Alkalimetalle (1. Gruppe), Natrium, Kalium, Halogene (17. Gruppe), etc.)

Reaktionsgleichungen und chemische Berechnungen

• Reaktionsgleichungen beschreiben chemische Reaktionen präzise.
• Sie zeigen die Ausgangsstoffe (Edukte) und die Endstoffe (Produkte) einer Reaktion.
• Reaktionsgleichungen ermöglichen die Berechnung der Stoffmengen und die Planung von Prozessen.
• In Reaktionsgleichungen werden Formeln von Stoffen und Zahlen vor den Formeln verwendet, um das Verhältnis der Reaktionsbeteiligten anzugeben.

Reaktionsgleichungen (Beispiel)

• 2H₂ + O₂ → 2H₂O (Beispiel für eine Reaktionsgleichung: Zwei Wasserstoffmoleküle reagieren mit einem Sauerstoffmolekül zu zwei Wassermolekülen)