Chemische Reaktionen sind Prozesse, bei denen Atome in neue Substanzen umgewandelt werden. Menschen stellen sich oft vor, dass sie nur in einem Reagenzglas in einem wissenschaftlichen Labor vorkommen, aber in Wirklichkeit finden überall um uns herum chemische Reaktionen statt. Zum Beispiel benutzen unsere Körper sie, um zu funktionieren, und selbst einige Arten von Wetter sind chemische Reaktionen. Die folgenden Aktivitäten sollen die Schüler in chemische Reaktionen einführen und ihnen helfen, genau zu verstehen, was sie sind!
Im Laufe der Geschichte waren Wissenschaftler fasziniert von der Art und Weise, wie einige Substanzen in andere Substanzen umgewandelt werden können. In den Anfangsjahren der Wissenschaft beschäftigten sich viele Wissenschaftler auch mit der Alchemie, einschließlich des Versuchs, unedle Metalle wie Blei in Gold umzuwandeln.
Die Gesamtzahl der Atome und die Gesamtmasse der Atome bleibt während einer chemischen Reaktion erhalten. Es war der französische Chemiker Antoine Lavoisier, der zeigte, dass die Masse der Reaktanten in einer Reaktion gleich der Masse der Produkte ist. Dies bedeutet, dass bei einer chemischen Reaktion keine Atome entstehen oder zerstört werden. Die Bindungen zwischen Atomen werden jedoch aufgebrochen, die Atome neu angeordnet und dann neue Bindungen hergestellt. Wenn Sie Storyboard That zum Modellieren chemischer Reaktionen verwenden, sollten Sie die unter "Wissenschaft" aufgelisteten Elemente "Ausrüstung" und "Symbol" verwenden.
Wortgleichungen geben die Namen der einzelnen Reaktanten und Produkte an. Zum Beispiel Methan + Sauerstoff → Kohlendioxid + Wasser . In dieser Gleichung sind Methan und Sauerstoff die Reaktanten und Kohlendioxid und Wasser die Produkte. Diese Gleichungen sind hilfreich, um nur zu verstehen, was genau in einer Reaktion erzeugt wird.
Eine andere Art, chemische Reaktionen zu beschreiben, ist die Verwendung von Symbolgleichungen. Mit Hilfe von Symbolgleichungen können wir nicht nur die an der Reaktion beteiligten Reaktanten und Produkte kennen, sondern auch die chemische Zusammensetzung der beteiligten Substanzen. Beispielsweise lautet die Wortgleichung für die Verbrennung von Wasserstoffgas in Luft Wasserstoff + Sauerstoff → Wasser . Die Symbolgleichung lautet H 2 + O 2 → H 2 O. Es gibt nur ein Problem: Die Gleichung ist nicht ausgeglichen. Auf der rechten Seite befinden sich 2 Wasserstoffatome und 2 Sauerstoffatome. Auf der linken Seite befinden sich zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom. Wir wissen, dass bei chemischen Reaktionen keine Atome entstehen oder zerstört werden. Um dies zu korrigieren, müssen wir die Gleichung mit Hilfe von Koeffizienten ausgleichen. 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O ist eine ausgeglichene Gleichung. Jetzt haben wir vier Wasserstoffatome und zwei Sauerstoffatome auf der rechten Seite. Die linke Seite bleibt gleich.
Aus einer ausgeglichenen Symbolgleichung können die Schüler auf Storyboard That Stick- und Storyboard That erstellen. Dies hilft den Schülern zu verstehen, wie Bindungen aufgebrochen werden und wie die Atome während einer chemischen Reaktion neu angeordnet werden. Es ermöglicht ihnen auch, Symbolgleichungen auf eine leichter verdauliche Weise zu visualisieren.
Den Schülern fällt es oft schwer, zwischen physikalischen und chemischen Reaktionen zu unterscheiden. Physikalische Veränderungen erzeugen keine neuen Substanzen. Die alte Substanz ist die gleiche wie die neue Substanz und die alte Substanz kann leicht wiedergewonnen werden. Schmelzen und Auflösen sind zwei Beispiele für physikalische Reaktionen. Diese Substanzen können wieder verfestigt oder durch Verdampfung gewonnen werden. Chemische Veränderungen treten bei chemischen Reaktionen auf, wodurch neue Substanzen entstehen.
Es gibt verschiedene Anzeichen dafür, dass eine chemische Reaktion stattgefunden hat. Oft können die Produkte einer chemischen Reaktion sehr unterschiedlich zu den Reaktanten sein.
Indikatoren, dass eine chemische Reaktion stattgefunden hat:
Dies ist eine großartige Gelegenheit, Ihren Schülern eine Reihe verschiedener und aufregender chemischer Reaktionen zu zeigen, von denen einige die Möglichkeit haben, sich selbst zu vervollständigen. Andere eignen sich besser für Lehrervorführungen. Stellen Sie wie bei jeder praktischen Arbeit sicher, dass das Risiko richtig eingeschätzt und die Schüler auf sichere Praktiken aufmerksam gemacht werden.
Die Wissenschaftsstandards der nächsten Generation legen großen Wert darauf, dass die Schüler Modelle entwickeln und verwenden, um Phänomene zu verstehen. In der realen Welt werden Wissenschaftler Modelle erstellen, um das Verständnis eines Systems oder eines Teils eines Systems zu erleichtern. Modelle werden in der Wissenschaft verwendet, um Vorhersagen zu treffen und Ideen oder Daten an andere Menschen weiterzugeben. Hier gibt es Aktivitäten, die sich darauf konzentrieren, die Fähigkeit zur Erstellung von Modellen zu verbessern. Die Studierenden können leicht eigene Atommodelle erstellen, um die Anordnung der Atome in chemischen Reaktionen zu beschreiben. Dies gibt Ihnen eine großartige Gelegenheit, die Einschränkungen der Verwendung von Modellen zu diskutieren und den Schülern die Möglichkeit zu geben, diese zu bewerten und zu verfeinern.
Plane ein einfaches Experiment Wähle eine altersgerechte chemische Reaktion, wie Backpulver und Essig, die deutlich eine Veränderung wie Blubbern oder Farbwechsel zeigt. Zeige Sicherheitsverfahren vor Beginn.
Beschreibe, was passiert, während du die Zutaten mischst. Verwende klare Sprache, um Anzeichen einer chemischen Veränderung zu erklären, z. B. Gasbildung oder Temperaturänderung. Ermutige die Schüler, Beobachtungen zu machen während des gesamten Prozesses.
Bitte die Schüler, aufzuschreiben oder zu zeichnen, was sie beobachten während der Demonstration. Lass sie Veränderungen im Aussehen, Geruch und Temperatur notieren. Unterstütze verschiedene Lernstile durch Text und Visuals.
Fordere die Schüler auf, ihre Erkenntnisse zu teilen und sie mit der Definition chemischer Reaktionen zu verknüpfen. Hebe hervor, wie die Demonstration die Bildung neuer Substanzen zeigt und die Hauptideen des Unterrichts stärkt.
Fordere die Schüler auf, über Reaktionen außerhalb des Klassenzimmers nachzudenken, wie Rosten oder Kochen. Hilf ihnen, die Chemie im Alltag zu sehen und wecke Neugier für zukünftiges Lernen.
Eine chemische Reaktion ist ein Prozess, bei dem Atome umgeordnet werden, um neue Substanzen zu bilden. Dies ist im Alltag sichtbar, wie beim Backen eines Kuchens oder Rostbildung auf Metall.
Sie können eine chemische Reaktion an Anzeichen erkennen wie Gasbildung, neuen Gerüchen, Temperaturänderungen, Farbveränderungen oder der Bildung eines Niederschlags.
Chemische Veränderungen erzeugen neue Substanzen, während physikalische Veränderungen dies nicht tun. Zum Beispiel ist das Schmelzen von Eis physikalisch, aber das Verbrennen von Holz chemisch.
Versuchen Sie Aktivitäten wie Reaktionen mit Stab- und Kugelmodellen modellieren, Symbolgleichungen ausbalancieren und Spinnendiagramme alltäglicher chemischer Reaktionen zu erstellen, um Schüler zu engagieren.
Um eine chemische Gleichung auszugleichen, passen Sie die Koeffizienten an, sodass die Anzahl jeder Art von Atom auf beiden Seiten gleich ist. Zum Beispiel ist 2H2 + O2 → 2H2O ausgeglichen.