Chemische Reaktionen 4 39 Was bewirkt ein Katalysator in Fahrzeugen? Verbrennungsmotoren erzeugen Abgase (zB Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoffe, Stickstoffoxide), die schädlich für die Umwelt und unsere Gesundheit sind. Mit einem Abgaskatalysator (B3) lässt sich der Ausstoß dieser Stoffe reduzieren. Ein Abgaskatalysator besteht aus einem wabenförmigen Trägermaterial (Keramik oder Metall), auf dem durchlässiges Aluminiumoxid (Al2O3) aufgetragen ist. Dadurch erreicht man eine sehr große Oberfläche. In das Trägermaterial ist meist Platin als Katalysator eingearbeitet. Die Verbrennungsschadstoffe Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickstoffoxide (NOx) werden zu Kohlenstoffdioxid (CO2), Wasser (H2O) und Stickstoff (N2) umgewandelt. Wird bei jeder Reaktion Energie frei? Viele chemische Reaktionen geben Energie in Form von Wärme oder Licht ab. Andere erzeugen Strom oder mechanische Energie. Es gibt aber chemische Reaktionen bei denen laufend Energie zugeführt werden muss, zB die Zerlegung von Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff. exotherme Reaktion (B4): Bei exothermen Reaktionen wird Energie freigesetzt. endotherme Reaktion (B5): Bei endothermen Reaktionen muss Energie laufend zugeführt werden. Welche exothermen und endothermen Reaktionen kennst du aus dem Alltag? Wie werden chemische Reaktionen beschrieben? Chemische Reaktionen werden mit chemischen Gleichungen (Reaktionsgleichungen) beschrieben. Zum Beispiel die Synthese von Methan: Aus 1 Atom Kohlenstoff und 2 Molekülen Wasserstoff entsteht 1 Molekül Methan. C + 2 H2 ¥ CH4 Links stehen die Ausgangsstoffe (Edukte) in der Mitte der Reaktionspfeil und rechts vom Reaktionspfeil stehen die Endstoffe (Produkte). Die große Zahl vor einem chemischen Symbol sagt dir, wie oft das Element oder Molekül in der Reaktion verwendet wird. Die Anzahl aller an der Reaktion beteiligten Elemente muss auf der linken und der rechten Seite der Reaktionsgleichung gleich sein. Dieses Prinzip wird als Massenerhaltungssatz bezeichnet. Versuche die chemische Gleichung für folgende Reaktion aufzustellen: Ein Atom Schwefel reagiert mit einem Molekül Sauerstoff zu Schwefeldioxid. B3 Schnitt durch einen Abgaskatalysator. Abgaskatalysatoren werden in den Abgasstrang eingebaut. Bei der technischen Überprüfung wird kontrolliert, wie weit der Katalysator den Schadstoffausstoß reduziert. Energie Reaktionsweg Endstoffe Aktivierungsenergie Ausgangsstoffe freiwerdende Energie B4 exotherme Reaktion Endstoffe benötigte Energie Aktivierungsenergie Energie Reaktionsweg Ausgangsstoffe B5 endotherme Reaktion Bei allen chemischen Reaktionen wird Energie umgewandelt. Exotherme Reaktionen setzen Energie frei. Endotherme Reaktionen benötigen Energie, um ablaufen zu können. ï Bei chemischen Reaktionen können „angeregte“ Moleküle entstehen, die Licht aussenden. Diesen Vorgang bezeichnet man als Chemolumineszenz. Auch Tiere, zB Glühwürmchen, können Licht erzeugen. Diese Fähigkeit wird Biolumineszenz genannt. Der Ablauf von chemischen Reaktionen wird durch Reaktionsgleichungen beschrieben. ï Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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