Gesetz zur Erhaltung der Masse

In diesem Kapitel sollen chemische Reaktionen nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ betrachtet werden. Wie bekannt ist, verschwinden bei einer chemischen Reaktion Ausgangsstoffe (Edukte) und es entstehen neue Endstoffe (Produkte). Nun stellt sich die Frage, ob Elemente ineinander umgewandelt werden können und wie diese quantitativ betrachtet werden können.

Stoffumwandlung

Zu Beginn kann gleich festgehalten werden, dass chemische Reaktionen keine neuen Elemente schafft. Ein Element kann nur aus Verbindungen dieses Elementes wieder zurückgewonnen werden (z.B. H2O kann in H2 und O2 zerlegt werden). Nun kann man im folgenden diese Reaktionen quantitativ betrachtet, dazu hilft das Gesetz zur Erhaltung der Masse von Lavoiser.

Gesetz zur Erhaltung der Masse

Führt man Reaktionen in einem geschlossenen System durch, so ändert sich die Gesamtmasse der Reaktionspartner nicht. Dieses Gesetz gilt allerdings nur bei Reaktionen im “üblichen” Maßstab, da an jeder Reaktion ein Energieumsatz (z.B. Wärmeentwicklung) beteiligt ist, ändert sich auch die Masse (nach Einstein E = m· c²). Findet z.B. eine Wärmeentwicklung während der Reaktion statt, so ist dies mit einem Masseverlust verbunden, der Verlust ist aber so gering, dass er im Rahmen der üblichen Meßgenauigkeiten nicht feststellbar ist. So bedeutet beispielsweise eine Energieabgabe (Erwärmung) von 100 KJ einen Masseverlust von 10-9 g.

Beispiel

Erhitzt man 550 mg Kupfer im Schwefeldampf, so entstehen 689 mg Kupfersulfid. Da nach dem Gesetz zur Erhaltung der Masse keine Masse während einer Reaktion “verloren” geht, kann man die Masse an Schwefel berechnen, die reagiert hat. Die Masse m(Schwefel) = m(Kupfersulfid) – m(Kupfer) = 689 mg – 550 mg = 139 mg 

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