Chemische Reaktionen - eine Einführung

In diesem Video werden wir über chemische Reaktionen sprechen. In diesem Video werden wir über chemische Reaktionen sprechen. Chemische Reaktionen sind eine große Sache. Ohne chemische Reaktionen würden wir nicht existieren. In unserem Körper laufen jede Sekunde unzählige chemische Reaktionen ab. In unserem Körper laufen jede Sekunde unzählige chemische Reaktionen ab. Ohne chemische Reaktionen würde kein Leben und kein Universum existieren. Ohne chemische Reaktionen würde kein Leben und kein Universum existieren. Was sind chemische Reaktionen? Sie treten immer dann auf, wenn sich Bindungen zwischen Atomen oder Molekülen formen oder aufgebrochen werden. Sie treten immer dann auf, wenn sich Bindungen zwischen Atomen oder Molekülen formen oder aufgebrochen werden. Worüber reden wir hier? Das ist eine der grundlegendsten Reaktionen. Das ist eine der grundlegendsten Reaktionen. Wenn diese Reaktion nie stattfinden würde, gäbe es kein Wasser. Wenn diese Reaktion nie stattfinden würde, gäbe es kein Wasser. Schauen wir uns an, was sie beschreibt. Auf der linken Seite des Reaktionspfeils haben wir die Edukte. Auf der linken Seite des Reaktionspfeils haben wir die Edukte. Auf der linken Seite des Reaktionspfeils haben wir die Edukte. Das sind die Moleküle, die miteinander reagieren werden. Nach dem Reaktionspfeil steht das Produkt oder die Produkte. Nach dem Reaktionspfeil steht das Produkt oder die Produkte. Nach dem Reaktionspfeil steht das Produkt oder die Produkte. Nach dem Reaktionspfeil steht das Produkt oder die Produkte. Was sind die Edukte hier? Wir haben molekularen Wasserstoff (H2) und molekularen Sauerstoff (O2). Wir haben molekularen Wasserstoff (H2) und molekularen Sauerstoff (O2). Warum heißt es "molekularer" Wasserstoff? Molekularer Wasserstoff geht eine Bindung mit sich selbst ein, besteht also aus 2 H-Atomen, so findet man es meist vor. Molekularer Wasserstoff geht eine Bindung mit sich selbst ein, besteht also aus 2 H-Atomen, so findet man es meist vor. Molekularer Wasserstoff geht eine Bindung mit sich selbst ein, besteht also aus 2 H-Atomen, so findet man es meist vor. Molekularer Wasserstoff geht eine Bindung mit sich selbst ein, besteht also aus 2 H-Atomen, so findet man es meist vor. Molekularer Wasserstoff geht eine Bindung mit sich selbst ein, besteht also aus 2 H-Atomen, so findet man es meist vor. Um diese Raktion zu erhalten, braucht man nicht nur ein Molekül Wasserstoff und ein Molekül Sauerstoff. Um diese Raktion zu erhalten, braucht man nicht nur ein Molekül Wasserstoff und ein Molekül Sauerstoff. Um diese Raktion zu erhalten, braucht man nicht nur ein Molekül Wasserstoff und ein Molekül Sauerstoff. Für jede stattfindende Reaktion braucht man 2 Moleküle Wasserstoff. Für jede stattfindende Reaktion braucht man 2 Moleküle Wasserstoff. Man braucht also 4 H-Atome, also 2 mal 1 molekularen Wasserstoff (H2). Man braucht also 4 H-Atome, also 2 mal 1 molekularen Wasserstoff (H2). Das hier sind also 2 Wasserstoffmoleküle. Das hier sind also 2 Wasserstoffmoleküle. Deswegen steht eine 2 vor H2. Deswegen steht eine 2 vor H2. Der Index (die tiefgestellte Zahl) sagt uns, dass wir 2 H-Atome als Molekül aneinandergebunden haben. Der Index (die tiefgestellte Zahl) sagt uns, dass wir 2 H-Atome als Molekül aneinandergebunden haben. Die große 2 vor dem Wasserstoff beschreibt, dass wir 2 dieser Moleküle haben. Die große 2 vor dem Wasserstoff beschreibt, dass wir 2 dieser Moleküle haben. Die große 2 vor dem Wasserstoff beschreibt, dass wir 2 dieser Moleküle haben. Wir brauchen also 2 Wasserstoffmoleküle für jedes Sauerstoffmolekül. Wir brauchen also 2 Wasserstoffmoleküle für jedes Sauerstoffmolekül. Wir brauchen also 2 Wasserstoffmoleküle für jedes Sauerstoffmolekül. Molekularer Sauerstoff besteht wieder aus zwei O-Atomen. Molekularer Sauerstoff besteht wieder aus zwei O-Atomen. Molekularer Sauerstoff besteht wieder aus zwei O-Atomen. Unter geeigneten Bedingungen und unter Einsatz von Energie reagieren die Edukte miteinander. Unter geeigneten Bedingungen und unter Einsatz von Energie reagieren die Edukte miteinander. Unter geeigneten Bedingungen und unter Einsatz von Energie reagieren die Edukte miteinander. Unter geeigneten Bedingungen und unter Einsatz von Energie reagieren die Edukte miteinander. Molekularer Wasserstoff und molekularer Sauerstoff sind sehr reaktionsfreudig, Molekularer Wasserstoff und molekularer Sauerstoff sind sehr reaktionsfreudig, so dass es für Raketentreibstoff verwendet wird. Man erhält 2 Moleküle Wasser. Hier sehen wir das. Man hat keine Atome zerstört, sondern alle sind noch vorhanden, nur anders angeordnet. Man hat keine Atome zerstört, sondern alle sind noch vorhanden, nur anders angeordnet. Ein O-Atom, dass Teil des molekularen Sauerstoffs war ist jetzt hier. Ein O-Atom, dass Teil des molekularen Sauerstoffs war ist jetzt hier. Das zweite O-Atom ist hier. Sie sind Teile verschiedener Moleküle. Man hatte 4 H-Atome und hat nach der Reaktion immer noch 4. Man hatte 4 H-Atome und hat nach der Reaktion immer noch 4. Man hatte 4 H-Atome und hat nach der Reaktion immer noch 4. Man hatte 4 H-Atome und hat nach der Reaktion immer noch 4. Auf der Eduktseite hat man nur wenig Energie. Auf der Eduktseite hat man nur wenig Energie. Auf der Eduktseite hat man nur wenig Energie . Auf der Produktseite wird viel Energie freigesetzt. Auf der Produktseite wird viel Energie freigesetzt. Die Reaktion braucht also nur wenig Aktivierungsenergie, da sie bevorzugt abläuft. Die Reaktion braucht also nur wenig Aktivierungsenergie, da sie bevorzugt abläuft. Die Reaktion braucht also nur wenig Aktivierungsenergie, da sie bevorzugt abläuft. Wie läuft das genau ab? Wie läuft das genau ab? Wie läuft das genau ab? Wie läuft das genau ab? Läuft eine Reaktion geplant ab? Wissen die Moleküle, wie sie miteinander reagieren müssen? Wissen die Moleküle, wie sie miteinander reagieren müssen? Die Antwort ist "nein", denn Chemie ist eine unordentliche Sache. Die Antwort ist "nein", denn Chemie ist eine unordentliche Sache. Man hat diese Stoffe, die umherschwirren und Energie besitzen. Wenn man ihnen jetzt Energie zur Verfügung stellt, bewegen sie sich noch schneller im Raum Wenn man ihnen jetzt Energie zur Verfügung stellt, bewegen sie sich noch schneller im Raum Wenn man ihnen jetzt Energie zur Verfügung stellt, bewegen sie sich noch schneller im Raum und kollidieren miteinander, so dass ihre alten Bindungen gelöst und neue ausgebildet werden. und kollidieren miteinander, so dass ihre alten Bindungen gelöst und neue ausgebildet werden. und kollidieren miteinander, so dass ihre alten Bindungen gelöst und neue ausgebildet werden. Egal wann du diese Reaktionen in Biologie oder Chemie siehst, behalte die Kollisionstheorie (Stoßtheorie) im Hinterkopf. Egal wann du diese Reaktionen in Biologie oder Chemie siehst, behalte die Kollisionstheorie (Stoßtheorie) im Hinterkopf. Reaktionen sehen immer organisiert aus, aber in Wirklichkeit bewegen sich die Atome und Moleküle lebhaft im Raum. Reaktionen sehen immer organisiert aus, aber in Wirklichkeit bewegen sich die Atome und Moleküle lebhaft im Raum. Reaktionen sehen immer organisiert aus, aber in Wirklichkeit bewegen sich die Atome und Moleküle lebhaft im Raum. Deswegen ist Energie wichtig. Denn je mehr Energie man einem System hinzufügt, desto schneller bewegen sich dessen Moleküle und reagieren häufiger miteinander. Denn je mehr Energie man einem System hinzufügt, desto schneller bewegen sich dessen Moleküle und reagieren häufiger miteinander. Denn je mehr Energie man einem System hinzufügt, desto schneller bewegen sich dessen Moleküle und reagieren häufiger miteinander. Je mehr Edukte man hat, desto größer ist die Chance, dass sie miteinander reagieren, indem sie kollidieren. Je mehr Edukte man hat, desto größer ist die Chance, dass sie miteinander reagieren, indem sie kollidieren. Je mehr Edukte man hat, desto größer ist die Chance, dass sie miteinander reagieren, indem sie kollidieren. Ich werde gleich ein neues Wort einführen, was in Chemie häufig verwendet wird. Ich werde gleich ein neues Wort einführen, was in Chemie häufig verwendet wird. Wasser nennt man ein "Molekül", da es aus verschiedenen Elementen besteht auch "Verbindung". Wasser nennt man ein "Molekül", da es aus verschiedenen Elementen besteht auch "Verbindung". Wasser nennt man ein "Molekül", da es aus verschiedenen Elementen besteht auch "Verbindung". Wasser nennt man ein "Molekül", da es aus verschiedenen Elementen besteht auch "Verbindung". Wasser nennt man ein "Molekül", da es aus verschiedenen Elementen besteht auch "Verbindung". Man kann Wasser also ein Molekül oder eine Verbindung nennen. Man kann Wasser also ein Molekül oder eine Verbindung nennen. Molekularen Wasserstoff würde man nicht als Verbindung benennen. Molekularen Wasserstoff würde man nicht als Verbindung benennen. Molekularen Wasserstoff würde man nicht als Verbindung benennen. Auch molekularer Sauerstoff ist ein Molekül, man nennt es aber keine Verbindung. Auch molekularer Sauerstoff ist ein Molekül, man nennt es aber keine Verbindung. Um einschätzen zu können, wie viel Energie produziert wird, zeige ich euch dieses Bild. Um einschätzen zu können, wie viel Energie produziert wird, zeige ich euch dieses Bild. Um einschätzen zu können, wie viel Energie produziert wird, zeige ich euch dieses Bild. Das ist das Space Shuttle, diese Tanks enthalten ein Gemisch aus flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff. Das ist das Space Shuttle, diese Tanks enthalten ein Gemisch aus flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff. Das ist das Space Shuttle, diese Tanks enthalten ein Gemisch aus flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff. Das ist das Space Shuttle, diese Tanks enthalten ein Gemisch aus flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff. Um diese unglaubliche Menge an Energie zu erzeugen, muss man die beiden Reaktionspartner unter etwas Energie nur miteinander mischen. Um diese unglaubliche Menge an Energie zu erzeugen, muss man die beiden Reaktionspartner unter etwas Energie nur miteinander mischen. Um diese unglaubliche Menge an Energie zu erzeugen, muss man die beiden Reaktionspartner unter etwas Energie nur miteinander mischen. Dann wird 1 Tonne Energie produziert wie bei einer Rakete oder dem Space Shuttle. Dann wird 1 Tonne Energie produziert wie bei einer Rakete oder dem Space Shuttle. Das Space Shuttle wurde zwar heutzutage eingestellt, aber damals konnte es durch diese Reaktion die nötige Geschwindigkeit erreichen. Das Space Shuttle wurde zwar heutzutage eingestellt, aber damals konnte es durch diese Reaktion die nötige Geschwindigkeit erreichen. Das Space Shuttle wurde zwar heutzutage eingestellt, aber damals konnte es durch diese Reaktion die nötige Geschwindigkeit erreichen. Reden wir über die Idee dahinter. Wir wissen, dass die Reaktion stark in Richtung Synthese (Herstellung) des Wassers verläuft. Wir wissen, dass die Reaktion stark in Richtung Synthese (Herstellung) des Wassers verläuft. Es könnte aber auch den anderen Weg gehen (Analyse), was aber ungünstig ist und nur schwer abläuft. Es könnte aber auch den anderen Weg gehen (Analyse), was aber ungünstig ist und nur schwer abläuft. Allgemein kann man also sagen, dass es eine nahezu irreversible Reaktion ist. Allgemein kann man also sagen, dass es eine nahezu irreversible Reaktion ist. Irreversibel heißt, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass die Reaktion in die andere Richtung erfolgt. Irreversibel heißt, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass die Reaktion in die andere Richtung erfolgt. Irreversibel heißt, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass die Reaktion in die andere Richtung erfolgt. Irreversibel heißt, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass die Reaktion in die andere Richtung erfolgt. Man braucht eine Menge Energie, um die Analyse von Wasser zu erzwingen. Man braucht eine Menge Energie, um die Analyse von Wasser zu erzwingen. Man braucht etwas namens Elektrolyse, dabei wird entsprechend Energie geliefert. Man braucht etwas namens Elektrolyse, dabei wird entsprechend Energie geliefert. Der Pfeil, der nur in eine Richtung zeigt, beschreibt eine irreversible Reaktion. Der Pfeil, der nur in eine Richtung zeigt, beschreibt eine irreversible Reaktion. Der Pfeil, der nur in eine Richtung zeigt, beschreibt eine irreversible Reaktion. Der Pfeil, der nur in eine Richtung zeigt, beschreibt eine irreversible Reaktion. Der Pfeil, der nur in eine Richtung zeigt, beschreibt eine irreversible Reaktion. Was ist mit reversiblen Reaktionen? Was ist mit reversiblen Reaktionen? Hier ist ein Beispiel für eine solche Reaktion. Hier ist ein Beispiel für eine solche Reaktion. Man hat ein Hydrogencarbonat-Ion. Das Wort "Ion" beschreibt das Ungleichgewicht an Protonen und Elektronen in einem Atom oder Molekül. Das Wort "Ion" beschreibt das Ungleichgewicht an Protonen und Elektronen in einem Atom oder Molekül. Das Wort "Ion" beschreibt das Ungleichgewicht an Protonen und Elektronen in einem Atom oder Molekül. Es resultiert eine Ladung. Das macht es zu einem Ion und hier haben wir ein Wasserstoff-Ion. Das macht es zu einem Ion und hier haben wir ein Wasserstoff-Ion. Das eine ist positiv das andere negativ geladen. Das eine ist positiv das andere negativ geladen. Beides sind also Ionen. Das Hydrogencarbonat-Ion sieht so aus. Das Hydrogencarbonat-Ion sieht so aus. Das Hydrogencarbonat-Ion sieht so aus. Es reagiert mit einem H-Ion, was aus einem H-Atom, welches sein Elektron verloren hat, resultiert. Es reagiert mit einem H-Ion, was aus einem H-Atom, welches sein Elektron verloren hat, resultiert. Man sagt auch einfach "Proton" zu dem H-Ion. Das ist eine Gleichgewichtsreaktion, wobei Kohlensäure entsteht. Das ist eine Gleichgewichtsreaktion, wobei Kohlensäure entsteht. Das H bindet an ein O und das ist alles, was passiert. Das H bindet an ein O und das ist alles, was passiert. Es ist eine Gleichgewichtsreaktion, da in einer Lösung Hin- und Rückreaktion zur gleichen Zeit ablaufen. Es ist eine Gleichgewichtsreaktion, da in einer Lösung Hin- und Rückreaktion zur gleichen Zeit ablaufen. Wenn man mehr Edukte hinzufügt, läuft vermehrt die Hinreaktion (zu Kohlensäure) ab (Prinzip vom kleinsten Zwang). Wenn man mehr Edukte hinzufügt, läuft vermehrt die Hinreaktion (zu Kohlensäure) ab (Prinzip vom kleinsten Zwang). Wenn man mehr des Produkts hinzufügt, läuft die Rückreaktion zu den Edukten bevorzugt ab. Wenn man mehr des Produkts hinzufügt, läuft die Rückreaktion zu den Edukten bevorzugt ab. In einer tatsächlichen Umgebung, einem System, wechselt die Art der Reaktion ständig von hin zu zurück. In einer tatsächlichen Umgebung, einem System, wechselt die Art der Reaktion ständig von hin zu zurück. In einer tatsächlichen Umgebung, einem System, wechselt die Art der Reaktion ständig von hin zu zurück. Manche reversiblen Reaktionen tendieren mehr zu einer Seite als zur anderen. Manche reversiblen Reaktionen tendieren mehr zu einer Seite als zur anderen. Wenn man mehr eines Stoffes auf einer Seite hinzufügt, wird vermehrt die Reaktion, in der der Stoff reagiert, ablaufen. Wenn man mehr eines Stoffes auf einer Seite hinzufügt, wird vermehrt die Reaktion, in der der Stoff reagiert, ablaufen. Wenn man mehr eines Stoffes auf einer Seite hinzufügt, wird vermehrt die Reaktion, in der der Stoff reagiert, ablaufen. Wenn man mehr hiervon hinzufügt geht es in bevorzugt in die andere Richtung, Wenn man mehr hiervon hinzufügt geht es in bevorzugt in die andere Richtung, da sie lieber mit der Umgebung reagieren, bzw. sich Bindungen des Moleküls bevorzugt wieder lösen. da sie lieber mit der Umgebung reagieren, bzw. sich Bindungen des Moleküls bevorzugt wieder lösen. Was für Stoffe haben wir genau hier? Was für Stoffe haben wir genau hier? Was für Stoffe haben wir genau hier? Kohlensäure ist ein sehr wichtiges Molekül, oder eine "Verbindung", in unserem Leben, in der Umwelt und im Essen. Kohlensäure ist ein sehr wichtiges Molekül, oder eine "Verbindung", in unserem Leben, in der Umwelt und im Essen. Kohlensäure ist ein sehr wichtiges Molekül, oder eine "Verbindung", in unserem Leben, in der Umwelt und im Essen. Kohlensäure ist ein sehr wichtiges Molekül, oder eine "Verbindung", in unserem Leben, in der Umwelt und im Essen. Kohlensäure ist ein sehr wichtiges Molekül, oder eine "Verbindung", in unserem Leben, in der Umwelt und im Essen. Kohlensäure ist ein sehr wichtiges Molekül, oder eine "Verbindung", in unserem Leben, in der Umwelt und im Essen. Kohlensäurehaltige Gedränke enthalten Kohlensäure, was zu Kohlenstoffdioxid dissoziiert. Kohlensäurehaltige Gedränke enthalten Kohlensäure, was zu Kohlenstoffdioxid dissoziiert. Kohlenstoffdioxid (CO2) sieht man anhand der Blasen, die im Getränk aufsteigen. Kohlensäure ist wichtig für die Regulierung eines CO2-Überschuss in unserem Blutkreislauf. Kohlensäure ist wichtig für die Regulierung eines CO2-Überschuss in unserem Blutkreislauf. Kohlensäure ist in den Ozeanen daran beteiligt, CO2 aus der Atmosphäre aufzunehmen. Kohlensäure ist in den Ozeanen daran beteiligt, CO2 aus der Atmosphäre aufzunehmen. Wenn man Chemie besonders im Kontext mit Biologie studiert, sind das nicht nur interessante Dinge, die praxisfremd scheinen. Wenn man Chemie besonders im Kontext mit Biologie studiert, sind das nicht nur interessante Dinge, die praxisfremd scheinen. Wenn man Chemie besonders im Kontext mit Biologie studiert, sind das nicht nur interessante Dinge, die praxisfremd scheinen. Sie betreffen das Leben und deinen eigenen Körper, wie auch die Umwelt. Sie betreffen das Leben und deinen eigenen Körper, wie auch die Umwelt.