Im geschlossenen Kolben — Lavoisiers Waage
Ein verschlossener Kolben mit Eisenwolle und Luft zeigt auf der Waage 205,40 g. Die Wolle brennt, bis sie von selbst erlischt. Was zeigt die Waage dann — der Stopfen bleibt zu?
Erklärung: Im geschlossenen Gefäß bleibt die Masse erhalten. Was das Eisen an Sauerstoff aufnimmt, fehlt der Luft im Kolben — die Summe ändert sich nicht.
Nach der Verbrennung im geschlossenen Kolben wird der Stopfen geöffnet. Was passiert mit der Anzeige?
Erklärung: Der verbrauchte Sauerstoff hat eine Lücke im Kolben hinterlassen. Zimmerluft strömt nach und füllt sie — erst jetzt kommt Masse hinzu. Diesen Moment beschrieb Lavoisier 1774.
Im Kolben verbinden sich 0,56 g Sauerstoff mit Eisen. Wie viel schwerer ist das Eisenoxid als das verbrauchte Eisen?
Erklärung: Das Eisenoxid besteht aus dem Eisen und dem aufgenommenen Sauerstoff. Es ist genau um dessen Masse schwerer — nicht mehr und nicht weniger.
In welchem Versuch zeigt die Waage nach der Reaktion dieselbe Masse wie vorher?
Erklärung: Nur wenn das Gefäß geschlossen ist, liegen alle beteiligten Stoffe auf der Waage. Offen geht bei der Kerze Gas weg, beim Eisen kommt Sauerstoff aus der Luft dazu.
Im verschlossenen Kolben erlischt die Glut, obwohl noch Eisenwolle ĂĽbrig ist, weil der Sauerstoff im Kolben aufgebraucht ist.
Erklärung: Ein Liter Luft enthält nur etwa 0,28 g Sauerstoff. Das reicht für rund 0,73 g Eisen — der Rest bleibt unverbrannt, bis neue Luft hineinkommt.
Bei einer chemischen Reaktion in einem geschlossenen Gefäß kann Masse aus dem Nichts hinzukommen, wenn es dabei sehr heiß wird.
Erklärung: Wärme hat keine messbare Masse. In einem geschlossenen Gefäß ist die Masse nach der Reaktion genauso groß wie vorher — das Gesetz von der Erhaltung der Masse.