Stechheberversuch zur Demonstration des chemischen Gleichgewichts

Der Stechheberversuch ist ein anschauliches Experiment zum chemischen Gleichgewicht, das mit einfachen Mitteln durchgeführt werden kann. Für den Versuchsaufbau werden zwei Messzylinder, destilliertes Wasser, Farbstoff sowie eine 5 ml und eine 10 ml Pipette benötigt.

Zur Durchführung wird zunächst ein Messzylinder mit 50 ml gefärbtem Wasser gefüllt. Anschließend werden die Pipetten in die Zylinder gestellt und Wasser zwischen den Gefäßen hin- und hertransportiert. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis sich ein Gleichgewicht einstellt.

Vocabulary: Stechheber - Ein Gerät zum Entnehmen von Flüssigkeitsproben aus Behältern.

Die Beobachtung und Auswertung des Versuchs erfolgt durch Messung der Wassermengen in beiden Zylindern und Pipetten über mehrere Durchgänge hinweg. Die Ergebnisse werden in einer Tabelle und einem Diagramm dargestellt.

Highlight: Die grafische Darstellung zeigt deutlich, wie sich die Wassermengen in beiden Gefäßen im Laufe der Zeit angleichen und schließlich ein Gleichgewichtszustand erreicht wird.

In der Auswertung des Stechheberversuchs wird erklärt, dass der Hin- und Rückverlauf des Wassertransports gleichzeitig und nebeneinander abläuft. Dabei bleibt der Stoffumsatz unvollständig, da kein Wasser entnommen oder hinzugefügt wird.

Definition: Chemisches Gleichgewicht - Ein Zustand, in dem die Hin- und Rückreaktion mit gleicher Geschwindigkeit ablaufen, sodass sich die Konzentrationen der beteiligten Stoffe nicht mehr ändern.

Nach mehreren Durchläufen stellen sich die Konzentrationen der "Produkte" und "Edukte" (hier repräsentiert durch die Wassermengen in den Gefäßen) auf beiden Seiten der Gleichgewichtsreaktion nahezu gleich ein. Die flache Kurve im Diagramm deutet auf eine langsame "Reaktionsgeschwindigkeit" hin.

Example: Chemische Gleichgewichte in der Natur finden sich beispielsweise im Kohlensäure-Gleichgewicht in Gewässern oder im Eisenthiocyanat-Gleichgewicht.

Gegen Ende des Versuchs hat sich ein stabiler Gleichgewichtszustand eingestellt, bei dem sich die Menge an Wasser in den Zylindern nicht mehr ändert. Dies veranschaulicht das Prinzip des dynamischen Gleichgewichts in chemischen Reaktionen.

Highlight: Der Stechheberversuch ist ein hervorragendes Modell, um das abstrakte Konzept des chemischen Gleichgewichts für Schüler greifbar zu machen und Beispiele aus dem Alltag für Gleichgewichtsreaktionen zu verstehen.