Dieses Quiz als Battle spielen: Deutsch, Klasse 9-10, G-Niveau

Das Gesetz der Massenerhaltung - Chemie

Einleitung

Bei einer chemischen Reaktion entstehen neue Stoffe. Trotzdem verschwindet keine Materie: Die Teilchen der Edukte werden neu angeordnet und bilden die 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.

$\sum m_{Edukte} = \sum m_{Produkte}$

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

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

Die Grundidee

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

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

$2 H_{2} + O_{2} \to 2 H_{2} O$

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

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.

Ebene	Aussage
Stoffebene	Die Summe der gemessenen Massen bleibt konstant.
Teilchenebene	Die vorhandenen Atome werden neu kombiniert.

Offene und geschlossene Systeme

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

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.

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.

Antoine Lavoisier und die Waage

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 Lomonossow zugeschrieben; deshalb heißt das Prinzip auch Lomonossow-Lavoisier-Gesetz.

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

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:

$2 H_{2} + O_{2} \to 2 H_{2} O$

Mit gerundeten molaren Massen ergibt sich:

$4 g + 32 g = 36 g$

Die Rechnung ist eine einfache stöchiometrische Massenbilanz.

Rechenbeispiel

Magnesium reagiert mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid:

$2 M g + O_{2} \to 2 M g O$

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

$6 g + 4 g = 10 g$

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

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.

Typische Denkfehler

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.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

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)

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)

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)

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)

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)

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

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

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

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

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)

Memory

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

Drag and Drop

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

Kreuzworträtsel

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?

LearningApps

Lückentext

Offene Aufgaben

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.

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.

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.

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.

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.

OERs zum Thema

Verknüpfte Lernbereiche

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

Das Gesetz der Massenerhaltung - Chemie

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Schulfach+

Prüfungsliteratur 2026
Bundesland	Bücher	Kurzbeschreibung
Baden-Württemberg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Mittlere Reife Der Markisenmann - Jan Weiler oder Als die Welt uns gehörte - Liz Kessler Ein Schatten wie ein Leopard - Myron Levoy oder Pampa Blues - Rolf Lappert	Abitur Dorfrichter-Komödie über Wahrheit/Schuld; Roman über einen Ort und deutsche Geschichte. Mittlere Reife Wahllektüren (Roadtrip-Vater-Sohn / Jugendroman im NS-Kontext / Coming-of-age / Provinzroman).
Bayern	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Lustspiel über Machtmissbrauch und Recht; Roman als Zeitschnitt deutscher Geschichte an einem Haus/Grundstück.
Berlin/Brandenburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Der Biberpelz - Gerhart Hauptmann Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Gerichtskomödie; soziales Drama um Ausbeutung/Armut; Komödie/Satire um Diebstahl und Obrigkeit; Roman über Erinnerungsräume und Umbrüche.
Bremen	Abitur Nach Mitternacht - Irmgard Keun Mario und der Zauberer - Thomas Mann Emilia Galotti - Gotthold Ephraim Lessing oder Miss Sara Sampson - Gotthold Ephraim Lessing	Abitur Roman in der NS-Zeit (Alltag, Anpassung, Angst); Novelle über Verführung/Massenpsychologie; bürgerliche Trauerspiele (Moral, Macht, Stand).
Hamburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun	Abitur Justiz-/Machtkritik als Komödie; Großstadtroman der Weimarer Zeit (Rollenbilder, Aufstiegsträume, soziale Realität).
Hessen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Prozess - Franz Kafka	Abitur Gerichtskomödie; Fragmentdrama über Gewalt/Entmenschlichung; Erinnerungsroman über deutsche Brüche; moderner Roman über Schuld, Macht und Bürokratie.
Niedersachsen	Abitur Der zerbrochene Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun Die Marquise von O. - Heinrich von Kleist Über das Marionettentheater - Heinrich von Kleist	Abitur Schwerpunkt auf Drama/Roman sowie Kleist-Prosatext und Essay (Ehre, Gewalt, Unschuld; Ästhetik/„Anmut“).
Nordrhein-Westfalen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Komödie über Wahrheit und Autorität; Roman als literarische „Geschichtsschichtung“ an einem Ort.
Saarland	Abitur Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Furor - Lutz Hübner und Sarah Nemitz Bahnwärter Thiel - Gerhart Hauptmann	Abitur Erinnerungsroman an einem Ort; zeitgenössisches Drama über Eskalation/Populismus; naturalistische Novelle (Pflicht/Überforderung/Abgrund).
Sachsen (berufliches Gymnasium)	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Irrungen, Wirrungen - Theodor Fontane Der gute Mensch von Sezuan - Bertolt Brecht Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Trafikant - Robert Seethaler	Abitur Mischung aus Klassiker-Drama, sozialem Drama, realistischem Roman, epischem Theater und Gegenwarts-/Erinnerungsroman; zusätzlich Coming-of-age im historischen Kontext.
Sachsen-Anhalt	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Themenfelder)	Abitur Schwerpunktsetzung über Themenfelder (u. a. Literatur um 1900; Sprache in politisch-gesellschaftlichen Kontexten), ohne feste Einzeltitel.
Schleswig-Holstein	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Recht/Gerechtigkeit und historische Tiefenschichten eines Ortes – umgesetzt über Drama und Gegenwartsroman.
Thüringen	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool)	Abitur In der Praxis häufig Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool; landesweite Einzeltitel je nach Vorgabe/Handreichung nicht einheitlich ausgewiesen.
Mecklenburg-Vorpommern	Abitur (Quelle aktuell technisch nicht abrufbar; Beteiligung am gemeinsamen Aufgabenpool bekannt)	Abitur Land beteiligt sich am länderübergreifenden Aufgabenpool; konkrete, veröffentlichte Einzeltitel konnten hier nicht ausgelesen werden.
Rheinland-Pfalz	Abitur (keine landesweit einheitliche Pflichtlektüre; schulische Auswahl)	Abitur Keine landesweite Einheitsliste; Auswahl kann schul-/kursbezogen erfolgen.