EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

Die richtige Reaktionsgleichung mit Tipps und Tricks 3.2 Die Reaktionsgleichung (RGL) 68 68 Abb. 068–1: Zahlen in chemischen Formeln Die Reaktionsgleichung (RGL) ist die Beschreibung einer chemischen Reaktion: Ausgangsstoffe (Edukte) Endstoffe (Produkte) reagiert (reagieren) zu Da bei der Reaktion die Atome nicht verändert, sondern nur zu neuen Verbindun- gen umgruppiert werden, müssen auf beiden Seiten der Reaktionsgleichung die gleiche Art und Anzahl von Atomen stehen. Dies muss man durch Faktoren vor den Formeln bei der Reaktionsgleichung berücksichtigen, die das Molverhältnis der reagierenden Stoffe angeben. Richtigstellen einer Reaktionsgleichung ? C 3 H 8 + ? O 2 → ? CO 2 + ? H 2 O Da der Ausgangsstoff 3 C-Atome besitzt, können 3 CO 2 Moleküle gebildet wer- den. Da der Ausgangsstoff 8 H-Atome besitzt, können 4 H 2 O Moleküle gebildet werden. Für die Bildung dieser Sauerstoffverbindungen benötigt man 10 Sau- erstoffatome (6 für 3 CO 2 Moleküle und 4 für 4 H 2 O Moleküle), das entspricht 5 Sauerstoffmolekülen O 2 . Die richtig gestellte Reaktionsgleichung lautet daher: (1) C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O (Die Zahl vor der Formel vervielfacht die gesamte Formeleinheit. Die Zahl 1 wird üblicherweise nicht angeschrieben.) In der Regel wird für die Faktoren das kleinste ganzzahlige Verhältnis gewählt. Dies ist keine strenge Regel, und manchmal (bitte wirklich nur manchmal) wer- den aus praktischen Gründen Dezimalzahlen als Faktoren verwendet. 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 C 6 H 6 + 7,5 O 2 → 6 CO 2 + 3 H 2 O Tipps und Tricks c Beim Richtigstellen einer Reaktionsgleichung ergänzt man nur Koeffizien- ten vor den entsprechenden Formeln. Dieser Koeffizient „multipliziert“ die gesamte Formel. Indices der Formel dürfen nicht verändert werden! c Atomsorten, die in mehreren Formeln vorkommen, stellt man erst zum Schluss richtig (siehe Sauerstoff O bei den oberen Beispielen). c Erkennt man komplexe Ionen vor und nach der Reaktion, können diese als eine Einheit richtig gestellt werden. ? H 2 SO 4 + ? Al(OH) 3 → ? Al 2 (SO 4 ) 3 + ? H 2 O Da man am Ende Al 2 (SO 4 ) 3 hat, benötigt man 3 H 2 SO 4 . 3 H 2 SO 4 + 2 Al(OH) 3 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 H 2 O Reaktionsgleichungen aus Textangabe c Ist eine Reaktionsgleichung in Worten angegeben, müssen zuerst richtige Formeln aufgestellt werden. Es ist sinnvoll diese Formeln in einem 1. Schritt getrennt aufzustellen. Beispiel Eisen reagiert mit Sauerstoff zu Eisen(III)-oxid. 1. Schritt: Eisen, ein Metall, hat als Formel das Elementsymbol, daher Fe. Sauer- stoff bildet im elementaren Zustand zweiatomige Moleküle, daher O 2 . Eisen(III)- oxid ist eine Ionenverbindung aus Fe 3+ und O 2– und hat daher die Formel Fe 2 O 3 . (Ein weiteres Beispiel siehe Abb. 68–2.) 2. Schritt: Aufstellen der Reaktionsgleichung: ❒ Fe + ❒ O 2 → ❒ Fe 2 O 3 3. Schritt: Richtigstellen der Reaktionsgleichung: 4 Fe + 3 O 2 → 2 Fe 2 O 3 Was bedeuten die einzelnen Zahlen in folgendem Ausdruck?: 5 Fe 2 (SO 4 ) 3 ? c 5 = die Einheit Fe 2 (SO 4 ) 3 wird fünfmal benötigt. c Man hat 10 Fe(III)-Ionen [5 x Fe 2 …] c Man hat 15 S-Atome [5 x (S…) 3 ] c Man hat 60 O-Atome [5 x (…O 4 ) 3 ] Die Faktoren vor einer Formel vervielfa- chen die gesamte Formel. Indices nach einem Elementsymbol vervielfältigen das entsprechende Elementsymbol. Indices nach einer Klammer vervielfälti- gen alles in der Klammer stehende. Magnesium reagiert mit Stickstoff zu Magnesiumnitrid Metall – Elementsymbol ❒ Mg + ❒ N 2 → ❒ Mg 3 N 2 zweiatomiges Nichtmetall Ionenverbindung – aus Mg 2+ und N 3– Abb. 068–2: Aufstellung einer Reaktions- gleichung 1. Stelle folgende RGL richtig: a) Fe 2 O 3 + Al → Fe + Al 2 O 3 b) FeS 2 + O 2 → SO 2 + Fe 2 O 3 c) Al + Cl 2 → AlCl 3 d) C 8 H 18 + O 2 → CO 2 + H 2 O e) H 3 PO 4 + NaOH → Na 3 PO 4 + H 2 O f) AgNO 3 + Cu → Cu(NO 3 ) 2 + Ag g) H 2 SO 4 + NH 3 → (NH 4 ) 2 SO 4 2. Erstelle die RGL für folgende Reaktionen: a) Bildung von Ammoniak aus den Ele- menten b) Zersetzung von Methan in die Elemente c) Reaktion von Wolfram(VI)-oxid mit Was- serstoff zu Wolfram und Wasserdampf d) Reaktion von Salpetersäure mit Alu- miniumhydroxid zu Aluminiumnitrat und Wasser e) Calciumcarbonat und Salzsäure zu Calci- umchlorid, Kohlenstoffdioxid und Wasser Üb Übungen 68.1 und 68.2 Mg N 2 Mg 3 N 2 3 Mg + N 2 → Mg 3 N 2 1. Schritt: Qualitativ 2. Schritt: Quantitativ Nur zu Prüfzwecken – Eigentum es Verlags öbv