Elemente, Schulbuch

45 3.1 GrUnDlagen Der cheMIschen ReaKtIOn Beispiele: 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O 2 Al + 3 Br 2 → 2 AlBr 3 CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O In der Regel wird für die Faktoren das kleinste ganzzahlige Verhältnis gewählt. Dies ist keine strenge Regel und manchmal werden aus praktischen Gründen Bruchzah- len (oder Dezimalzahlen) als Faktoren verwendet. Beispiel: C 6 H 6 + 7,5 O 2 → 6 CO 2 + 3 H 2 O Die Faktoren in der Reaktionsgleichung bedeuten immer das Molverhältnis der re- agierenden Stoffe (7,5 Sauerstoff-Moleküle gibt es nicht, 7,5 mol Sauerstoff aber schon!). Das Molverhältnis 1:7,5 wird bei der Verbrennung aber immer eingehalten, egal ob 1 mol oder ein Tankwagen voll Benzen verbrennt. Liegt ein Stoff im Über- schuss vor, so geht das nicht in die Reaktionsgleichung ein. So verbraucht man bei der Verbrennung von Magnesium eine gewisse Menge Sauerstoff – halb so viele Moleküle wie Magnesium-Atome –, im Raum ist aber ungleich mehr vorhanden! Die Reaktionsgleichung lautet dann: 2 Mg + O 2 → 2 MgO Nicht alle Stoffe reagieren vollständig. So liegt bei der Reaktion von N 2 mit H 2 zu Ammoniak (NH 3 ) am Ende der Reaktion ein Gasgemisch aller drei Stoffe vor. N 2 + 3 H 2 → 2 NH 3 Man muss sich bewusst sein, dass trotz der „räumlichen“ Trennung durch den Re- aktionspfeil alle Stoffe im Reaktionsgemisch vorhanden sein können. Wie vollständig eine Reaktion abläuft, ist aus der Reaktionsgleichung nicht ersicht- lich. Will man ein Produkt rein erhalten, so schließen nach der chemischen Reaktion noch – meist physikalische – Trenn- und Reinigungsverfahren an (Abb. 45.2). Ziel und Aufgabe der nächsten beiden Kapitel ist es, Möglichkeiten aufzuzeigen, wie man feststellen kann, ob und welche Stoffe miteinander reagieren, welche Reakti- onsbedingungen notwendig sind und welche Stoffe in welchem Ausmaß entstehen können. Bei der Reaktion zwischen Metall und Nichtmetallen entstehen in der Regel Salze. Warum reagiert aber Aluminium mit Brom ohne äußere Energiezufuhr sofort zu Aluminiumbromid, während man bei der Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff Energie – bis zum Start der Reaktion – zuführen muss? Warum korrodiert (rostet) Eisen leicht, während Gold praktisch nicht korrodiert? Warum entsteht beim Lösen von Natriumchlorid keine Salzsäure, während beim Lösen von NaCN Blausäure HCN (wenn auch in sehr geringen Mengen) entsteht? Warum zersetzt sich Wasserstoffperoxid bei Zugabe von Braunstein augenblicklich in H 2 O und O 2 , während es ohne Braunstein erst erhitzt werden muss? ■ 45.1: Stell folgende Reaktionsgleichungen richtig: Fe 2 O 3 + Al → Al 2 O 3 + Fe FeS 2 + O 2 → SO 2 + Fe 2 O 3 Al + Cl 2 → AlCl 3 C 8 H 18 + O 2 → CO 2 + H 2 O ■ 45.2: Erstell die Reaktionsgleichungen für folgende Reaktionen: Bildung von Ammoniak aus den Elementen, Zersetzung von Methan in die Elemente, Reaktion von Wolfram(VI)-oxid mit Wasserstoff zu Wolfram und Wasserdampf. ÜBUNGEN + 2 H 2 + (1) O 2 2 H 2 O Chemische Reaktion Physikalische Trennung Abb. 45.1: Die Knallgasreaktion Abb. 45.2: Reaktion und Abtrennung des Produktes Abb. 45.3: Reaktion von Aluminium mit Brom Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv