Aufgaben
- Stelle erneut den Lösevorgang eines Salzes auf der Teilchenebene in Form einer Filmleiste dar.
- Die Filmleiste soll wie in M2 allgemein Kationen und Anionen abbilden
- und unter Verwendung von M3 deutlich machen, wie es zu einer Temperaturveränderung (Erwärmung oder Abkühlung) kommen kann.
- Ordne dem Lösevorgang in einem Hotpot eines der drei Energiediagramme (A–C) aus M3 zu.
- Bereite dich darauf vor dein Ergebnis zu präsentieren und dabei zu erläutern, warum der Löseprozess im Hotpot zu einer Erwärmung führt.
Hilfekarten
Verwende diese Begriffe, um zu erklären, wie es beim Lösen von Salzen warm werden kann:
- Anion,
- Kation,
- Ionengitter,
- Dipol,
- Ionen-Dipol-Wechselwirkung,
- Hydrathülle,
- Gitterenergie (neuer Begriff),
- Hydratationsenergie (neuer Begriff).
Der Prozess des Lösevorgangs müsste dir bereits bekannt sein.
Wenn du dir dennoch unsicher bist, schaue nochmal in deine Unterlagen aus der Stunde Das Salz in der Suppe – Was passiert beim Lösen eines Kochsalzkristalls auf Teilchenebene?
Hier ist zudem das Erstellen einer Filmleiste allgemein beschrieben.
Die Richtungen und die Länge beider Pfeile haben eine Bedeutung.
Welcher Pfeil zeigt nach oben?
→ Die Länge und Richtung dieses Pfeils steht für die Größe der Gitterenergie (Energieaufnahme).
Welcher Pfeil zeigt nach unten?
→ Die Länge und Richtung dieses Pfeils steht für die Größe der Hydratationsenergie (Energieabgabe).
Sprinter-Aufgabe
- Ordne dem Löseprozess in einem Kältekissen eines der drei Energiediagramme (A–C) aus M3 zu.
Begründe deine Entscheidung fachlich unter Verwendung der Begriffe Gitterenergie, Hydratationsenergie und Energieaufnahme/-abgabe. - Erkläre, wie die Beschriftung einer Filmleiste zur Beschreibung der Löseprozesse in einem Kältekissen lauten müsste.
Erstellung einer allgemeinen Filmleiste zum Lösevorgang
So kann die Filmleiste prinzipiell aussehen
Vorlage für die Darstellung des Löseprozesses eines Salzes als Filmleiste.3
Vorgehensweise
- Modelliere Bild 1 („Salzkristall in Wasser“) mit den Modellen der Anionen (-), Kationen (+) und Wasser-Moleküle (H2O) auf dem Whiteboard und fotografiere dein Ergebnis. Verfahre genauso für Bild 3 („Salz aufgelöst“).
-
Mache dich mit den neuen Begriffen „Gitterenergie“ und Hydratationsenergie“ und den verschiedenen Energiediagrammen in M3 vertraut.
- Modelliere, beschrifte und fotografiere nun Bild 2 so, dass klar wird
- wobei Energie aufgenommen wird und
- wobei Energie abgegeben wird.
Lasse das Modell von Bild 2 auf dem Whiteboard für die Präsentation unverändert.
-
Erstelle aus den drei Fotos den linken Teil der Filmleiste und ergänze deine Fotos jeweils durch einen erklärenden Text, in welchem du die notwendigen Fachbegriffe verwendest. Halte dich kurz.
Was hilft uns beim Erklären? Energetische Betrachtung des Lösevorgangs
Gitterenergie
In einem festen Salz sind die Ionen durch elektrostatische Anziehungskräfte in einem regelmäßigen Gitter angeordnet. Diese Kräfte halten das Ionengitter zusammen. Wird das Gitter aufgetrennt, müssen diese Anziehungskräfte überwunden werden. Die dafür erforderliche Energie nennt man Gitterenergie.
Dargestellt durch den blauen Pfeil!
Hydratationsenergie
Befinden sich Ionen in Wasser, werden sie von Wassermolekülen umgeben. Dabei entsteht um jedes Ion eine Hydrathülle. Zwischen Ion und Wassermolekülen bilden sich neue Anziehungskräfte (Ionen-Dipol-Wechselwirkungen). Bei diesem Vorgang wird Energie an die Umgebung abgegeben – diese nennt man Hydratationsenergie.
Dargestellt durch den orangenen Pfeil!
Diagramme zum Energieumsatz beim Lösen von Salzen
Energiediagramme zur Beschreibung des Lösevorgangs von verschiedenen Salzen.3