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Chemische Reaktionen und Prozesse anschaulich in 3D
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Eine Laborfigur misst mit Messzylinder, Pipette und Spatel ab und gibt Stoffe ins Becherglas über dem Bunsenbrenner. Gas, Niederschlag, Farbumschlag und Wärme zeigen, wann ein neuer Stoff entsteht; Mischen und Verdünnen dagegen nicht. Aufgaben mit Rotkohl-Indikator, Glimmspan und Flammenprobe, Protokoll mit Reaktionsgleichungen; ohne Schutzausrüstung verweigert die Figur Gefahrstoffe.
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3D-Labor mit Reagenzglas, Becherglas oder Erlenmeyerkolben, Brenner, Thermometer und 17 etikettierten Flaschen: Ein Klick auf eine Flasche gießt sie ein. Ein Protokoll hält die vier Kennzeichen einer Reaktion fest — Farbe, Gas, Energie, Niederschlag — mit Befund, Reaktionsgleichung und Gefahrstoffpiktogrammen. 17 Versuche von Fällung, Schaum und Chemolumineszenz über Aktivierungsenergie und Flammenfärbung bis zu Vergleichen ohne neuen Stoff (Verdünnen, Lösen, Sieden).
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Das dynamische Gleichgewicht 2 NO₂ ⇌ N₂O₄ zum Stören: Hin- und Rückreaktion laufen ständig, im Gleichgewicht gleich schnell. Edukt/Produkt zugeben, Druck oder Temperatur ändern — das System weicht dem Zwang aus und pendelt sich auf ein neues Gleichgewicht ein. Widerlegt „im Gleichgewicht passiert nichts".
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Becherglas mit zwei Elektroden — H₂ entsteht an der Kathode, O₂ an der Anode. Ionen, Elektronenfluss und Gasblasen live in 3D.
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Biokatalyse nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip: Nur ein passend geformtes Substrat (Stärke) rastet in das aktive Zentrum des Enzyms (Amylase) ein, wird gespalten, und die Produkte (Zucker) lösen sich — das Enzym bleibt unverändert. Ein falsch geformtes Substrat passt nicht und prallt ab (Substratspezifität).
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Heterogene Katalyse an einer Platin-Oberfläche: H₂- und O₂-Moleküle lagern sich an (Adsorption), ihre starken Bindungen brechen an den Pt-Atomen, und die freien Atome verbinden sich neu zu H₂O, das sich wieder ablöst. Schaltet man die Oberfläche aus, prallen die Moleküle nur ab — keine Reaktion. Zeigt, warum Wasserstoff an Platin schon bei Zimmertemperatur ohne Funken reagiert (Döbereiner).
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Energieverteilung der Teilchen: Wie viele Teilchen welche Bewegungsenergie haben. Nur Teilchen über der Aktivierungsenergie E_A (gestrichelte Schwelle) können reagieren — die farbige Fläche rechts. Temperatur-Slider verschiebt und verbreitert die Kurve, der Anteil reaktionsfähiger Teilchen wächst; ein Katalysator senkt E_A. Erklärt, warum Reaktionen bei Hitze und mit Katalysator schneller laufen.
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Die 118 Elemente an ihrem richtigen Platz — und warum dieser Platz alles verrät: Farbmodus umschalten von Elementkategorie auf Atomradius, Elektronegativität oder Ionisierungsenergie, und die Periodizität läuft als Farbwelle über die Tafel. Element antippen für Schalenbild, Konfiguration und Kennzahlen.
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Interaktives Energiediagramm einer chemischen Reaktion: Aktivierungsenergie und Reaktionsenergie ΔE per Slider, Umschalten exotherm/endotherm, Katalysator senkt den Energieberg (ohne ΔE zu ändern). Eine glühende Kugel rollt über den Berg. Bildet die Abbildungen zu Aktivierungsenergie & Katalyse in einer App ab.
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Base tropfenweise in die Säure — der pH steigt, springt am Äquivalenzpunkt steil, der Indikator schlägt um. Bürette und live wachsende Titrationskurve nebeneinander. Vier Stärke-Kombinationen zeigen: der Äquivalenz-pH ist nur bei stark+stark gleich 7, sonst basisch oder sauer verschoben.
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Chemische Reaktion auf Teilchenebene: H₂- und O₂-Moleküle bewegen sich und stoßen zusammen (Kollisionstheorie). Beim Zünden brechen erst die bestehenden Bindungen, dann bilden sich neue zu H₂O — „erst brechen, dann bilden". Temperatur-Slider, Zeitlupe, Molekül-Bilanz.
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Warum Moleküle ihre Form haben: Elektronenpaare stoßen sich ab und ordnen sich mit maximalem Abstand an. Acht Moleküle in 3D drehbar (linear bis oktaedrisch), freie Elektronenpaare ein-/ausblendbar mit Bindungswinkeln — die Stauchung von CH₄ (109,5°) über NH₃ (107°) zu H₂O (104,5°) wird sichtbar.
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Eine Million Ortsmessungen aus |ψ|² bauen das Orbital Punkt für Punkt auf: s kugelig, p hantelförmig, d vierblättrig. Querschnitt zeigt die Knotenflächen, die Radialverteilung vergleicht Messung und Theorie, die Bohr-Bahn liegt als dünner Ring mittendrin.
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Der Krebs-Zyklus als animierter 3D-Kreislauf — 8 Stationen, NADH/FADH₂/GTP-Partikel, CO₂-Austritt und Energie-Bilanz live. Mit ein-/ausblendbaren Erklärungs- und Formel-Panels (Mittelstufe).
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