Gleich schnell, nicht gleich viel — zehn Übungen zum dynamischen Gleichgewicht.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.
A1
Kennzeichen des Gleichgewichts
AFB I
Geben Sie alle Kennzeichen eines chemischen Gleichgewichts an.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Konstant heißt nicht gleich — und die Konstanz entsteht, weil beide Reaktionen weiterlaufen.
Ansatz: Vier Aussagen stimmen.
Weiter: Unterscheiden Sie „konstant“ und „gleich groß“.
A2
Stimmt's? — Gleichgewicht
AFB I
Nennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Die Konzentrationen steuern die Geschwindigkeiten — darum nähern sich v(hin) und v(rück) an.
Ansatz: Denken Sie an die Stoßtheorie: Wer kann mit wem stoßen?
Weiter: Offene Systeme erreichen kein Gleichgewicht.
A3
Gleichgewicht oder nicht?
AFB I
Ordnen Sie die Situationen ein.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Gleichgewicht liegt vor
2kein Gleichgewicht
Ein Gleichgewicht braucht ein geschlossenes System und zeitlich konstante Konzentrationen.
Ansatz: Ist das System geschlossen?
Weiter: Ändern sich die Mengen noch?
A4
Wer ist schneller?
AFB II
Butan und Isobutan wandeln sich an einem Katalysator ineinander um: Butan ⇌ Isobutan. Analysieren Sie für jede Situation das Verhältnis der Geschwindigkeiten.
Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Situation
v(hin) > v(rück)
v(hin) = v(rück)
v(hin) < v(rück)
Start mit reinem Butan, t = 0
Start mit reinem Butan, Konzentrationen noch veränderlich
Start mit reinem Isobutan, kurz nach Beginn
Beide Starts, Konzentrationen konstant
Gemisch mit mehr Isobutan als im Gleichgewicht
Liegt mehr Produkt vor als im Gleichgewicht, überwiegt die Rückreaktion, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist.
Ansatz: Hinreaktion = Butan → Isobutan.
Weiter: Das System läuft immer auf den Gleichgewichtszustand zu.
A5
Von der anderen Seite
AFB II
Ein Gleichgewichtsgemisch Butan ⇌ Isobutan besteht bei 25 °C zu 71 % aus Isobutan (Stoffmengenanteil). Nun startet man mit 0,80 mol/L reinem Isobutan. Berechnen Sie c(Butan) im Gleichgewicht.
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Von beiden Seiten stellt sich derselbe Zustand ein: 29 % Butan. \(c(\text{Butan}) = 0{,}29 \cdot 0{,}80\,\text{mol/L} \approx 0{,}23\,\text{mol/L}\). Typischer Fehler: annehmen, beim Produktstart bleibe fast alles Isobutan.
Ansatz: Welcher Anteil ist Butan?
Weiter: Die Gesamtkonzentration bleibt 0,80 mol/L (1 : 1-Umwandlung).
A6
Der Stechheber-Modellversuch
AFB II
Zwei Messzylinder: A mit 50 mL Wasser, B leer. Mit einem dicken Rohr wird aus A in B übertragen, mit einem dünnen gleichzeitig aus B in A. Beschreiben Sie den Ablauf in der richtigen Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Anfangs wird nur von A nach B übertragen, weil B leer ist.
2Das Volumen in A sinkt, die pro Schritt übertragene Portion aus A wird kleiner.
3Aus B wird eine wachsende Portion zurück nach A gebracht.
4Hin- und zurückgebrachte Portionen werden gleich groß.
5Die Wasserstände bleiben konstant, obwohl weiter übertragen wird — in A und B verschieden hoch.
Die verschiedenen Rohrdurchmesser entsprechen den verschiedenen Geschwindigkeitskonstanten — deshalb sind die Endstände ungleich.
Ansatz: Die Portion hängt vom Wasserstand im Zylinder ab.
Weiter: Das Ende ist kein Stillstand.
A7
Modell und Wirklichkeit
AFB II
Erläutern Sie den Stechheber-Versuch, indem Sie jedem Modellteil die chemische Größe zuordnen.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Die Portionen sind Mengen pro Schritt, also Geschwindigkeiten — nicht Konzentrationen.
Ansatz: Was ändert sich pro Zeit?
Weiter: Wasserstand ↔ Menge pro Volumen.
A8
Mix: Geschwindigkeit bis zum Gleichgewicht
AFB III
Rückblick auf 2.1.1: In einem geschlossenen Gefäß zerfällt PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂. c(PCl₅) sinkt in den ersten 40 s von 0,500 auf 0,380 mol/L und bleibt ab etwa 300 s bei 0,150 mol/L. Ermitteln Sie schrittweise:
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
\(\bar v = 0{,}120\,\text{mol/L} / 40\,\text{s} = 0{,}003\,\text{mol/(L·s)}\). Bis zum Gleichgewicht zerfallen 0,350 mol/L — je Formeleinheit PCl₅ entsteht ein Cl₂. Kein vollständiger Umsatz: 30 % bleiben übrig.
Ansatz: Δc durch Δt.
Weiter: Koeffizienten 1 : 1 : 1.
A9
Fehlersuche in der Erklärung
AFB III
Überprüfen Sie die Erklärung eines Mitschülers und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Die meisten Fehler verwechseln „konstant“ mit „gleich“ oder „dynamisch“ mit „Stillstand“.
Ansatz: Drei Zeilen sind falsch.
Weiter: Prüfen Sie jede Aussage an v(hin) = v(rück) ≠ 0.
A10
Trickaufgabe: Konstante Werte
AFB III
In einem verschlossenen Kolben misst man nach 10 min und nach 60 min jeweils 0,40 mol/L Edukt und 0,40 mol/L Produkt. Beurteilen Sie, welche Schlüsse zulässig sind.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Gleiche Werte sind Zufall, konstante Werte ein Indiz. Beweisend ist erst, dass derselbe Zustand von beiden Seiten erreicht wird.
Ansatz: Gleich und konstant sind zwei verschiedene Befunde.
Weiter: Wie ließe sich ein echtes Gleichgewicht nachweisen?
