Spielidee
Beim Chemistry Cube Game geht es um die verschiedenen Formen oder Spezies, in der ein Stoff, z.B. eine Säure oder Base, ein Reduktions- oder Oxidationsmittel (Metalle, Nichtmetalle und ihre Ionen), vorliegen kann. Zudem findet man auf den Würfeln die Formeln von Vorläufersubstanzen, aus denen z.B. die betrachtete Säure gebildet wird. Man kann mit den Chemistry Cubes die unterschiedlichsten Reaktionen spielerisch erleben.
Dies wird hier anhand ausgewählter Beispiele erläutert.
Säuren-Basen Würfel
Cube Nr 3: H2SO3
Am Boden (unten) der Säuren-Basen-Cubes 1-9 sind, falls vorhanden, Feststoffe dargestellt. Auf den Seiten normalerweise gelöste Spezies und auf dem Deckel (oben) sind in der Regel gasförmige Spezies abgebildet.
Wenn man den Feststoff Schwefel, oder eine schwefelhaltige Verbindung, mit Sauerstoff verbrennt, so entsteht Schwefeldioxid-Gas. Schwefeldioxid-Gas (SO2(g)) kann sich im Wasser lösen (SO2(aq)) und dann mit Wasser zur schwefligen Säure reagieren (H2SO3(aq)). Erhöht man den pH-Wert der Lösung über den pKa1-Wert der Säure (siehe Boden: pKs1 = 1.9) dann gibt diese ein Proton ab und wird zu Hydrogensulfat (HSO3- (aq)). Dieses kann bei einem pH > 7.2 (=pKs2 , siehe Boden) zu Sulfit (SO32- (aq)) deprotonieren.
Die Schrift auf dem Deckel erlaubt nur eine Drehung nach unten vorne. Das SO2-Gas löst sich im Wasser. Dort reagiert es zur schwefligen Säure.
Das erste Säuren-Basen-Paar ist gleichzeitig sichtbar.
Die zur den jeweiligen Säuren 1 & 2 gehörenden Säurekonstanten (pKs = pKa) kann man - durch Kippen nach vorn - auf dem Boden des Würfels nachschauen.
Das zweite Säuren-Basen-Paar ist gleichzeitig sichtbar.
Metalle und ihre Kationen
Cube Nr. 12: Cu & Fe
Stanzform
Dem elementaren Metall wurde die neutrale Ladung ° beigefügt, um sie von den Ladungen der Kationen zu unterscheiden.
Der leichte, 2-stufige Farbwechsel im Hintergrund von grün zu einem helleren grün zeigt an, dass es sich hier um einen Elektronentransfer handelt.
Kippt man den Würfel nach links, so wird das Metall oxidiert:
Fe° --> Fe2+ --> Fe3+
Nichtmetalle und ihre Anionen
Cube Nr. 14: S, O2, N2
Stanzform
Den elementaren Nichtmetallen wurde die neutrale Ladung ° beigefügt, um sie von den Ladungen ihrer Anionen zu unterscheiden.
Der leichte Farbwechsel im Hintergrund zeigt an, dass es sich hier um einen Elektronentransfer handelt.
Kippt man den Würfel nach rechts, so wird das Nichtmetall reduziert: N3- <-- N2
Phasenübergänge &Gleichgewichte
Wo möglich wurden auch Phasenübergänge und/oder Löslichkeitsgleichgewichte auf den Würfeln festgehalten.
Beispiel links:
Lösevorgang (Löslichkeitsgleichgewicht) von Kohlendioxid-Gas in Wasser. Auf die Angabe des Henry-Konstante wurde verzichtet.
Beispiel rechts:
Verdampfen - oder Verdunsten - von flüssigem zu gasförmigem Wasser ("Wasserdampf") resp. Kondensieren von gasförmigem Wasser.
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Markus T. Müller
Im Baumgarten 5
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markus.mueller@kftg.ch
