Werden chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz in der gymnasialen Oberstufe falsch unterrichtet? (PDF)

Examensarbeit aus dem Jahr 1995 im Fachbereich Didaktik - Chemie, Note: sehr gut, Universität Bremen (Wissenschaftliches Institut f. Schulpraxis Bremen), Sprache: Deutsch, Abstract: "Die kinetische Ableitung des Massenwirkungsgesetzes ist logisch falsch, wissenschaftlich fragwürdig, didaktisch unnötig und schädlich ...", mit diesen Worten beginnt ein Artikel, der vor einiger Zeit in einer chemiedidaktischen Zeitschrift erschienen ist .
Ein Widerspruch gegen den Artikel - der sich auf Argumente stützt, die bereits in den sechziger Jahren geäussert wurden - ist mir nicht bekannt geworden. Wird das Massenwirkungsgesetz in der gymnasialen Oberstufe wirklich falsch hergeleitet? Das sind genauer gesagt zwei Fragen: Wird die kinetische Herleitung wirklich verwendet und was ist daran falsch?
Um das Ergebnis vorwegzunehmen: Loecks Einwände treffen die kinetische Ableitung überhaupt nicht, wenn sie richtig aufgefasst und gehandhabt wird. Der zweite Teil dieser Arbeit wird diese These belegen.
Vor der Frage, welche Gesetzmässigkeiten das chemische Gleichgewicht bestimmen, steht die Frage, warum chemische Reaktionen überhaupt ablaufen. Ein Erklärungsmodell mit offenbar hoher Suggestivkraft ist die Vorstellung: "Eine Reaktion kann ablaufen, wenn die Produkte eine niedrigere Energie haben, als die Edukte." Diese Vorstellung ist falsch - darauf haben schon van't Hoff und von Helmholtz im vorigen Jahrhundert hingewiesen.
Wird diese Vorstellung in der GyO widerlegt? Im ersten Teil dieser Arbeit wird an einer Lehrbuch-Synopse und einer Kurzbefragung aufgezeigt, dass das, wenn überhaupt, dann nur selten geschieht. Statt dessen wird aus der falschen Vorstellung eine "unvollständige": aus der Existenz endothermer Reaktionen müsse auf ein "zweites" Prinzip geschlossen werden - das der maximalen Entropie.
Gespeist wird diese Argumentation von einer Fehlinterpretation der Gibbs-Helmholtz- Gleichung. Im Theoriekapitel über die Triebkraft wird auf das moderne Verständnis der Gleichung eingegangen.
Die Kritik an den "zwei Prinzipien" ist keineswegs neu. Der originäre Beitrag der vorliegenden Arbeit ist es, ein "korrektes" Verständnis der Triebkraft chemischer Reaktionen aufzuarbeiten und die Unterrichtspraxis damit zu konfrontieren. Es wird deutlich, dass die herkömmliche Behandlung der Triebkraft einen didaktischen Schaden anrichtet: sie erschwert das Verständnis der Entropie.
Im Theoriekapitel zur Triebkraft versuche ich, das gegenwärtige Verständnis spontaner Vorgänge zu skizzieren. Man befindet sich dabei auf dem Feld der statistischen Thermodynamik - ein Gebiet, das nicht unbedingt zur Grundausbildung von Chemielehrern gehört.