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F: Ihre Seite ist sehr lehrreich. Ich hätte aber eine Frage an sie. Wir müssen erklären/wissen was Aktivierungsenergie bedeutet. Könnten sie mir diese Frage vielleicht beantworten? Ich würde mich über eine schnelle Antwort freuen. Vielen Dank

A: Es gibt Vorgänge, die ablaufen könnten, aber gehemmt sind und deshalb nicht ablaufen. So kann eine Münze, die auf dem Rand steht, leicht umfallen. Von selbst fällt die nicht um. Das geht erst, wenn ihr am Tisch wackelt oder sie anschubst.
Noch ein Beispiel: Ein Stein rollt erst vom Berg, wenn ihr dagegen tretet.

Regel: Wenn ihr einen gehemmten Vorgang auslösen wollt, müsst ihr ihn aktivieren.

Das gilt auch für chemische Reaktionen. Papier, Erdgas, Kohle könnten schon bei Zimmertemperatur brennen. Denn sie reagieren sehr leicht mit Sauerstoff. Aber dieser Vorgang muss angestoßen/angeschoben werden. Das macht ihr mit einer Portion Anschub-Energie, zum Beispiel mit der Flammenhitze eines Streichholzes. Wenn das Papier dann erst einmal richtig brennt, läuft die Reaktion von selbst ab, weil sie ja selbst überschüssige Energie erzeugt, die weitere Aktivierung bewirkt.

Zum Thema haben wir eine Webseite. Vielleicht könnt ihr daraus eine Präsentation machen.

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F: Die Leerlaufspannung einer Brennstoffzelle ist in der Regel kleiner als der theoretisch zu erwartende Wert. Woran liegt das?

A: Das ist bei allen galvanischen Elementen der Fall! Die praktisch gemessenen Spannungen sind keine unter reversiblen Gleichgewichtsbedingungen erhaltenen oder aufgrund von Freien Standardenthalpien berechneten EMK-Werte.
Schließlich handelt es sich um gehemmte Reaktionen, die aktiviert werden müssen. Das Stichwort lautet "Überspannung". Z. B. müssen die zumeist gasförmigen Reaktanden zu den Elektroden/Katalysatoren diffundieren, mit Wasser und der Oberfläche eine reaktive Mischphase bilden, die geladenen Produkte müssen abtransportiert werden... Hinzu kommen innere Widerstände z. B. an Membranen, Bipolarplatten..., die überwunden werden müssen --- usw.

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F: Ich habe mir ihre Seite zur Berechnung des Wirkungsgrades eienr Brennstoffzelle angeschaut, habe allerdings Verständnisprobleme: /dc2/fc/wirkung.htm.
Die Klemmenspannung ist die Spannung, die abgelesen wird durch ein Messgerät, oder? Aber was ist die EMK und warum beträgt sie 1,23V?
Leider habe ich nicht viel Information über die Wirkungsgradberechnung im Internet gefunden.
Vielen Dank für deine Antwort! :) Schöne Website(n)!

A: EMK heißt etwas altertümlich "Elektromotorische Kraft". Die EMK ist der theoretisch erreichbare maximale Spannungswert, der unter reversiblen Gleichgewichtsbedingungen bestimmt oder aus Standardenergien (Standardenthalpien) berechnet worden ist. Solche Standard-Werte findest du auch in der bekannten Spannungsreihe der Elemente.
Die Klemmenspannung ist, wie du richtig vermutest, der tatsächlich gemessene Wert an den Klemmen zwischen Anode und Kathode.
Denn die praktisch gemessenen Spannungen weichen von den theoretischen EMK-Werten idealer Systeme kräftig ab.
Schließlich handelt es sich um gehemmte Reaktionen, die aktiviert werden müssen. Stichwort: Überspannung. Z. B. müssen bei den Brennstoffzellen die zumeist gasförmigen Reaktanden zu den Elektroden/Katalysatoren diffundieren, mit Wasser und der Oberfläche eine reaktive Mischphase bilden, die geladenen Produkte müssen abtransportiert werden... Hinzu kommen innere Widerstände z. B. an Membranen, Bipolarplatten..., die überwunden werden müssen --- usw.
Zur Wirkungsgradberechnung haben wir Texte und Folienvorlagen in unserer Webseitengruppe zur Brennstoffzelle.

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F: Mit den Vorschulkindern in unserem Kindergarten darf ich einfache naturwissenschaftliche Experimente machen. Ich wollte u. a. gerne ein Salz in Wasser "verschwinden lassen" (auflösen) und dann das Wasser übernacht auf einem Urglas verdunsten. Da ein Mikroskop vorhanden ist, könnte man die Kristalle genau anschauen. Gibt es denn ein unbedenkliches Salz, das schöne Kristalle bildet?

Ich wollte mich auf diesem Wege auch bedanken für diese tolle HP mit den vielen Experimenten, die nicht nur mir sondern auch meinen Kindern (7 und 5 Jahren) Spaß machen.
Sie entwickeln sich langsam zu kleinen Forschern. Toll waren vor allem der Blaukrautindikator und die Filzschreiberchromatographie. Und ständig finde ich neue Versuche.

A: Schön, dass Sie sich so engagieren!
Als kristallisierendes Salz schlage ich das Kochsalz vor. Aber achten Sie darauf, dass Sie ein Salz verwenden, das sich wirklich komplett löst. Viele der Küchensalze haben Zusätze wie Kalk oder Silicate, um die Rieselfähigkeit zu erhöhen. Deren Lösungen werden nur trübe, sie kristallisieren auch nicht schön aus.
Beim langsamen Eindunsten sauberer Salzlösungen gibt es schöne Kristall-Würfel. Ist die Lösung zu konzentriert, gibt es Spitzenwachstum. Das sieht ein bisschen aus wie viereckige Schneesterne.

Sie können aber auch gefahrlos Alaun aus der Apotheke benutzen. Der bildet Oktaeder oder Rhomben.

Züchten Sie auch einmal Kristalle, indem Sie einen Wollfaden frei in die verdunstende Lösung hängen. Lesen Sie dazu unsere Webseiten.

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F: Im Unterricht beschäftigen wir uns gerade mit den Eigenschaften von Kohlenhydraten. Bei einer Diskussion über die Unterscheidung von Disacchariden stellte sich uns die Frage: Wieso ist Lactose weniger in Wasser löslich als zum Beispiel Maltose? Wir konnten dafür bisher keine logische Erklärung finden, vielleicht können Sie uns in diesem Fall weiterhelfen.

A: Die Wasser-Löslichkeit der Zucker ist eine ganz diffizile Sache. Bei den vielen OH-Gruppen, die die Kohlenhydrate aufweisen, sollten die Wasserdipole immer gut Wasserstoffbrücken ausbilden können.
Es kommt jedoch auf die relative Stellung der OH-Gruppen zueinander an - intra- sowie (hinsichtlich des Kristallgitters) intermolekular. Wenn sich die OH-Gruppen untereinander über Wasserstoffbrücken gut binden, ist das Gitter sehr stabil und die Wasserdipole können nicht so gut angreifen. Das ist eine Frage der jeweiligen Stereochemie der Kohlenhydrate. Hierzu gibt es Spezialliteratur.
Bei Lactose kommt noch hinzu, dass es zwei Anomere davon gibt, die a- und b-Lactose, die sich in ihrer Löslichkeit unterscheiden.

Ein Literaturtipp:
H.-D. Belitz, W. Grosch, P. Schieberle: Lehrbuch der Lebensmittelchemie, 5. Auflage, Springer-Verlag, Berlin 2001.

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