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2026-07-27T12:36:51Z

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{{T}}

{{BR}}
= Einleitung =

Bei einer [[Chemische Reaktion|chemischen Reaktion]] entstehen neue Stoffe. Trotzdem verschwindet keine Materie: Die Teilchen der [[Edukt|Edukte]] werden neu angeordnet und bilden die [[Produkt (Chemie)|Produkte]]. Das '''Gesetz der Massenerhaltung''' beschreibt diesen Zusammenhang.

'''Merksatz:''' Bei einer chemischen Reaktion ist die Gesamtmasse aller Edukte genauso groß wie die Gesamtmasse aller Produkte – vorausgesetzt, alle beteiligten Stoffe werden mitgemessen.

<math>\sum m_{\text{Edukte}}=\sum m_{\text{Produkte}}</math>

[[Datei:Combustion reaction of methane.jpg|500px|rahmenlos|center]]

Das folgende Video zeigt den Unterschied zwischen offenen und geschlossenen Reaktionssystemen:

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=SWE_Pyp-6Us |500|center}}

Nach diesem aiMOOC kannst Du das Gesetz erklären, Versuche auswerten, scheinbare Massenänderungen deuten und einfache [[Reaktionsgleichung|Reaktionsgleichungen]] mit einer Massenbilanz verbinden.

{{BR}}
= Die Grundidee =

Bei gewöhnlichen chemischen Reaktionen werden [[Atom|Atome]] weder erzeugt noch vernichtet. Sie verbinden sich nur neu. Deshalb bleibt auch die Gesamtmasse erhalten.

[[Datei:Hydrogen and oxygen react to form water.png|500px|rahmenlos|center]]

Bei der Bildung von Wasser werden Wasserstoff- und Sauerstoffteilchen neu angeordnet:

<math>2\,\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}\rightarrow 2\,\mathrm{H_2O}</math>

Auf beiden Seiten stehen vier Wasserstoffatome und zwei Sauerstoffatome. Die Anzahl jeder Atomsorte bleibt gleich.

{{BR}}
== Masse auf Stoffebene und Teilchenebene ==

Auf der '''Stoffebene''' beobachtest Du Stoffe, Farben, Gase, Niederschläge und Messwerte. Auf der '''Teilchenebene''' erklärst Du die Beobachtung durch Atome, Moleküle und ihre Neuordnung.

{| class="wikitable"
! Ebene
! Aussage
|-
| Stoffebene
| Die Summe der gemessenen Massen bleibt konstant.
|-
| Teilchenebene
| Die vorhandenen Atome werden neu kombiniert.
|}

{{BR}}
= Offene und geschlossene Systeme =

Ob eine Waage vor und nach der Reaktion denselben Wert zeigt, hängt von der Grenze des untersuchten [[System|Systems]] ab.

{| class="wikitable"
! System
! Kennzeichen
! Beobachtung
|-
| '''Geschlossenes System'''
| Kein Stoff kann hinein- oder hinausgelangen.
| Die Gesamtmasse bleibt auf der Waage gleich.
|-
| '''Offenes System'''
| Gase können entweichen oder aus der Luft aufgenommen werden.
| Die gemessene Masse kann kleiner oder größer erscheinen.
|}

[[Datei:Erlenmeyer flask hg.jpg|400px|rahmenlos|center]]

'''Beispiel Gas entweicht:''' Reagiert eine Brausetablette in einem offenen Gefäß mit Wasser, verlässt Kohlenstoffdioxid das Gefäß. Die angezeigte Masse sinkt. Das Gesetz ist nicht verletzt, denn das entwichene Gas gehört zur Gesamtbilanz.

'''Beispiel Sauerstoff wird aufgenommen:''' Beim Verbrennen von Eisenwolle verbindet sich Eisen mit Sauerstoff aus der Luft. Die feste Eisenoxid-Masse ist größer als die ursprüngliche Eisen-Masse. Beziehst Du den aufgenommenen Sauerstoff ein, stimmt die Massenbilanz.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=_QFOwlCbTq8 |500|center}}

{{BR}}
= Antoine Lavoisier und die Waage =

[[Antoine Laurent de Lavoisier|Antoine Lavoisier]] machte genaue Wägungen zu einem zentralen Werkzeug der Chemie. Er untersuchte Reaktionen möglichst in geschlossenen Apparaturen und formulierte die Massenerhaltung 1789 besonders einflussreich. Frühere Beiträge werden unter anderem [[Michail Wassiljewitsch Lomonossow|Michail Lomonossow]] zugeschrieben; deshalb heißt das Prinzip auch '''Lomonossow-Lavoisier-Gesetz'''.

[[Datei:David - Portrait of Monsieur Lavoisier and His Wife.jpg|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Lavoisier's balance for weighing.jpg|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Laboratoire-de-Lavoisier.jpg|500px|rahmenlos|center]]

Lavoisier untersuchte außerdem die Rolle der Luft bei Verbrennungen. Dadurch wurde verständlich, warum Metalle beim Erhitzen an Luft an Masse zunehmen können.

[[Datei:Lavoisier decomposition air.png|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
= Reaktionsgleichungen und Massenbilanz =

Eine ausgeglichene Reaktionsgleichung zeigt, dass von jeder Atomsorte links und rechts gleich viele Atome vorhanden sind. Beim Ausgleichen veränderst Du nur die '''Koeffizienten vor den Formeln''', niemals die tiefgestellten Zahlen in einer Stoffformel.

Beispiel:

<math>2\,\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}\rightarrow 2\,\mathrm{H_2O}</math>

Mit gerundeten molaren Massen ergibt sich:

<math>4\,\mathrm{g}+32\,\mathrm{g}=36\,\mathrm{g}</math>

Die Rechnung ist eine einfache [[Stöchiometrie|stöchiometrische]] Massenbilanz.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=7HmkVjnmNfs |500|center}}

{{BR}}
== Rechenbeispiel ==

Magnesium reagiert mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid:

<math>2\,\mathrm{Mg}+\mathrm{O_2}\rightarrow 2\,\mathrm{MgO}</math>

Werden 6 g Magnesium vollständig mit 4 g Sauerstoff umgesetzt, entstehen 10 g Magnesiumoxid:

<math>6\,\mathrm{g}+4\,\mathrm{g}=10\,\mathrm{g}</math>

Fehlt in einer Aufgabe eine Masse, kannst Du sie durch Addieren oder Subtrahieren bestimmen.

{{BR}}
= Schulversuch: Brausetablette im geschlossenen System =

'''Ziel:''' Du überprüfst die Massenerhaltung bei einer Gasentwicklung.

# [[Material]]: Verschließbarer Gefrierbeutel, Wasser, Brausetablette, Waage und Schutzbrille.
# [[Vorbereitung]]: Gib Wasser und Tablette getrennt in den Beutel, verschließe ihn vollständig und wiege das gesamte System.
# [[Durchführung]]: Bringe die Tablette im geschlossenen Beutel mit dem Wasser in Kontakt.
# [[Auswertung]]: Wiege den Beutel nach der Reaktion erneut und vergleiche beide Werte.

'''Erwartung:''' Der Beutel bläht sich durch Kohlenstoffdioxid auf, doch die Gesamtmasse bleibt im Rahmen der Messgenauigkeit gleich.

'''Sicherheit:''' Verwende nur eine kleine Stoffmenge, prüfe den Beutel auf Beschädigungen und arbeite nach Anweisung der Lehrkraft. Erhitze den geschlossenen Beutel nicht.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=3FkP9Ql4tdc |500|center}}

{{BR}}
= Typische Denkfehler =

# [[Gasförmiger Stoff|Gase]]: Gase besitzen Masse, auch wenn Du sie nicht sehen kannst.
# [[Asche]]: Beim Verbrennen entstehen neben Asche meist gasförmige Produkte.
# [[Sauerstoff]]: Eine Massenzunahme kann durch die Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft entstehen.
# [[Messgenauigkeit]]: Kleine Abweichungen können durch eine ungenaue Waage, Spritzer oder Undichtigkeiten entstehen.
# [[Systemgrenze]]: Eine korrekte Bilanz muss alle Stoffe innerhalb der gewählten Systemgrenze erfassen.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=bzNeSdcRbP4 |500|center}}

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was besagt das Gesetz der Massenerhaltung für eine chemische Reaktion?'''
(Die Gesamtmasse der Edukte ist gleich der Gesamtmasse der Produkte)
(!Die Masse jedes einzelnen Stoffes bleibt unverändert)
(!Die Produkte sind immer schwerer als die Edukte)
(!Bei jeder Reaktion geht ein Teil der Materie verloren)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wann zeigt eine Waage vor und nach einer Reaktion idealerweise dieselbe Gesamtmasse?'''
(In einem geschlossenen System)
(!Nur bei einer Verbrennung)
(!Nur bei einer Gasentwicklung)
(!In jedem offenen Gefäß)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum sinkt die angezeigte Masse bei einer Gasentwicklung im offenen Gefäß häufig?'''
(Ein gasförmiges Produkt entweicht)
(!Atome werden vernichtet)
(!Die Waage erzeugt Materie)
(!Die Flüssigkeit verliert ihre Dichte vollständig)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum kann Eisenwolle beim Verbrennen schwerer werden?'''
(Sie nimmt Sauerstoff aus der Luft auf)
(!Eisenatome werden neu erzeugt)
(!Wärme wird vollständig zu Eisen)
(!Die Waage misst nur die Farbe)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was darf beim Ausgleichen einer Reaktionsgleichung verändert werden?'''
(Die Koeffizienten vor den Formeln)
(!Die Elementsymbole)
(!Die tiefgestellten Zahlen in den Formeln)
(!Die Namen der beteiligten Elemente)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welcher Chemiker machte genaue Wägungen für die Massenerhaltung besonders bekannt?'''
(Antoine Lavoisier)
(!Niels Bohr)
(!Albert Einstein)
(!Dmitri Mendelejew)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Produktmasse entsteht aus 4 g Wasserstoff und 32 g Sauerstoff bei vollständiger Reaktion?'''
(36 g)
(!28 g)
(!32 g)
(!40 g)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht auf der Teilchenebene bei einer chemischen Reaktion?'''
(Atome werden neu angeordnet)
(!Alle Atome verschwinden)
(!Neue Elementsorten entstehen)
(!Moleküle verlieren jede Masse)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage über Gase ist richtig?'''
(Gase besitzen Masse)
(!Gase sind immer masselos)
(!Gase können keine Produkte sein)
(!Gase bestehen nicht aus Teilchen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was erwartest Du beim Brausetablettenversuch im dicht verschlossenen Beutel?'''
(Die Gesamtmasse bleibt nahezu gleich)
(!Die Gesamtmasse fällt auf null)
(!Die Gesamtmasse verdoppelt sich)
(!Die Atome verlassen den Beutel vollständig)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Edukte || Ausgangsstoffe
|-
| Produkte || Reaktionsstoffe nach der Umwandlung
|-
| Geschlossenes System || Kein Stoffaustausch
|-
| Offenes System || Stoffaustausch möglich
|-
| Lavoisier || Quantitative Wägungen
|-
| Koeffizient || Zahl vor einer chemischen Formel
|-
| Sauerstoffaufnahme || Scheinbare Massenzunahme
|-
| Gasentweichung || Scheinbare Massenabnahme
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Edukte'''
| Stoffe vor der Reaktion
|-
| '''Produkte'''
| Stoffe nach der Reaktion
|-
| '''Geschlossenes System'''
| Keine Stoffe überschreiten die Systemgrenze
|-
| '''Offenes System'''
| Gase können entweichen oder eintreten
|-
| '''Koeffizient'''
| Zahl zum Ausgleichen einer Reaktionsgleichung
|-
| '''Massenbilanz'''
| Vergleich aller Massen vor und nach der Reaktion

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Edukte || Wie heißen die Stoffe vor einer chemischen Reaktion?
|-
| Produkte || Wie heißen die Stoffe nach einer chemischen Reaktion?
|-
| Lavoisier || Welcher Chemiker ist besonders mit genauen Wägungen verbunden?
|-
| Waage || Welches Messgerät wird zur Bestimmung der Masse verwendet?
|-
| Sauerstoff || Welches Gas wird bei vielen Verbrennungen aus der Luft aufgenommen?
|-
| geschlossen || Wie heißt ein System ohne Stoffaustausch?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Das+Gesetz+der+Massenerhaltung+Chemie </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Bei einer chemischen Reaktion bleibt die Gesamtmasse { erhalten }. Die Stoffe vor der Reaktion heißen { Edukte }. Die neu gebildeten Stoffe heißen { Produkte }. In einem geschlossenen System findet kein { Stoffaustausch } statt. Entweicht in einem offenen Gefäß ein Gas, kann die gemessene Masse { sinken }. Bei der Verbrennung von Eisen wird aus der Luft { Sauerstoff } aufgenommen. Eine ausgeglichene Reaktionsgleichung enthält auf beiden Seiten gleich viele { Atome }. Antoine Lavoisier nutzte für seine Untersuchungen genaue { Waagen }.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Merksatz gestalten]]: Formuliere das Gesetz der Massenerhaltung in Deinen eigenen Worten und gestalte dazu eine Lernkarte.
# [[Teilchenbild zeichnen]]: Zeichne die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser so, dass alle Atome vor und nach der Reaktion erkennbar sind.
# [[Alltagsbeispiel finden]]: Suche im Alltag eine Situation mit Gasentwicklung und erkläre, warum ein offenes Gefäß eine scheinbare Massenabnahme zeigen kann.
# [[Begriffe erklären]]: Erstelle ein kleines Glossar zu Edukt, Produkt, Systemgrenze und Massenbilanz.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Versuchsprotokoll]]: Führe den Brausetablettenversuch unter Aufsicht durch und dokumentiere Fragestellung, Aufbau, Messwerte, Beobachtung und Auswertung.
# [[Fehleranalyse]]: Entwickle drei Gründe, warum die Messwerte vor und nach einem Versuch leicht voneinander abweichen können.
# [[Reaktionsgleichungen]]: Gleiche fünf einfache Reaktionsgleichungen aus und kontrolliere für jedes Element die Atomanzahl.
# [[Erklärvideo]]: Produziere ein einminütiges Video, das den Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen System erklärt.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Versuchsvergleich]]: Plane einen Vergleich derselben Gasentwicklungsreaktion im offenen und im geschlossenen System und formuliere eine begründete Hypothese.
# [[Datenanalyse]]: Werte eine Messreihe mit kleinen Abweichungen aus und entscheide, ob die Massenerhaltung innerhalb der Messunsicherheit bestätigt wird.
# [[Historische Forschung]]: Vergleiche die Beiträge von Lavoisier und Lomonossow und stelle dar, warum quantitative Messungen für die Chemie wichtig wurden.
# [[Transfermodell]]: Entwickle ein Modell, mit dem Du die scheinbare Massenabnahme beim Verbrennen einer Kerze erklärst und alle gasförmigen Stoffe berücksichtigst.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Systemgrenze begründen]]: Eine Brausetablette reagiert in einem offenen Becherglas. Erkläre, welche Systemgrenze gewählt werden müsste, damit die Massenbilanz vollständig ist.
# [[Versuch auswerten]]: Eisenwolle wiegt nach dem Erhitzen mehr als vorher. Begründe, warum dies kein Widerspruch zum Gesetz der Massenerhaltung ist.
# [[Fehlende Masse bestimmen]]: Bei einer Reaktion entstehen 18 g Produkt aus 10 g des ersten Edukts. Berechne die Masse des zweiten Edukts und erläutere Deinen Rechenweg.
# [[Teilchenmodell anwenden]]: Erkläre mit einem Teilchenbild, warum eine ausgeglichene Reaktionsgleichung zur Massenerhaltung passt.
# [[Messfehler beurteilen]]: Vor einer Reaktion werden 52,4 g, danach 52,2 g gemessen. Nenne mögliche Ursachen und entscheide, welche Zusatzinformationen Du für eine Bewertung brauchst.
# [[Alltagstransfer]]: Beim Backen nimmt der Teig sichtbar an Volumen zu. Erkläre, warum eine Volumenänderung keine Verletzung der Massenerhaltung beweist.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen gelungenen Lernnachweis solltest Du:

# das Gesetz der Massenerhaltung korrekt formulieren,
# Edukte und Produkte sicher unterscheiden,
# offene und geschlossene Systeme erklären,
# scheinbare Massenänderungen durch Gasentweichung oder Gasaufnahme deuten,
# einfache Massenbilanzen berechnen,
# Reaktionsgleichungen auf Teilchenebene mit der Massenerhaltung verbinden,
# einen Versuch fachgerecht dokumentieren und Messabweichungen beurteilen.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Massenerhaltungssatz </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

Das Gesetz verbindet Beobachtungen im Experiment mit dem Teilchenmodell und mit quantitativen Rechnungen.

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Das Gesetz der Massenerhaltung - Chemie]]'''
# [[Chemische Reaktion]]
# [[Teilchenmodell]]
# [[Reaktionsgleichung]]
# [[Stöchiometrie]]
# [[Offenes System]]
# [[Geschlossenes System]]
# [[Verbrennung]]
# [[Oxidation]]
# [[Antoine Laurent de Lavoisier]]
|}

[[Kategorie:Chemie]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Klasse 7-8]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]
[[Kategorie:Chemische Reaktion]]
[[Kategorie:Massenerhaltung]]
[[Kategorie:Experiment]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Das Gesetz der Massenerhaltung - Chemie - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt