H2O CO2

Allgemeines über Reaktionsgleichungen

Bei chemischen Reaktionen wandeln sich Ausgangsstoffe, Edukte genannt, in Endprodukte um.

Chemische Reaktionen sind oft begleitet von

• Wärmefreisetzung (exotherme Reaktionen) oder von notwendiger
• Zufuhr von Wärme (endotherme Reaktionen).

Mehr zur Energetik chemischer Reaktionen: [Chemieplanet > Elemente > Physikalische Chemie]

Reaktionsgleichungen in der Chemie beschreiben den Verlauf einer Reaktion.

Es gibt unterschiedliche Verfahren, anorganische Reaktionsgleichungen einzurichten:

• Einrichten nach dem Masseerhaltungssatz bei einfachen anorganischen Reaktionen
• Einrichten nach dem Ladungserhaltungssatz bei komplizierteren Redoxreaktionen

[Chemieplanet > Reaktionen > Redoxreaktionen > Redoxgleichungen]

An dieser Stelle beschränken wir uns auf das Verfahren mit den Masseerhaltungssatz. Dieses ist einfacher zu verstehen, jedoch wird es schnell unübersichtlich bei komplizierteren Reaktionen.
 

H2O CO2

Einrichten nach dem Masseerhaltungssatz

Reaktionsgleichungen in der Chemie beschreiben zunächst einmal:

• Die Ausgangsstoffe einer Reaktion
• Die Endprodukte einer Reaktion

Für Edukte und Produkte werden dann chemische Formeln eingesetzt:
 

Zu chemischen Formeln siehe auch:
[Chemieplanet > Elemente > Was sind Atome > Chemische Formeln]

Edukte und Produkte werden durch Pfeile voneinander abgetrennt:

• "" heißt dabei, die Reaktion läuft vollständig ab. Alle Edukte können sich in Produkte umwandeln, wenn die Edukte im richtigen Zahlenverhältnis zueinander stehen, dazu gleich mehr.
• "" heißt dabei, die Reaktion läuft nicht vollständig ab. Alle Edukte wandeln sich makroskopisch bis zu einem bestimmten Grad in Produkte um, danach liegen Edukte und Produkte im Gleichgewicht vor. Im Gleichgewicht vorliegen bedeutet, dass sowohl die Hin- als auch die Rückreaktion ablaufen, aber die Hinreaktion ist ebenso schnell wie die Rückreaktion.

Jetzt müssen Koeffizienten eingefügt werden, damit der Masseerhaltungssatz erfüllt wird:
 

Diese Gleichung ist also noch nicht vollständig; links stehen doppelt so viele Sauerstoffatome wie rechts. Das darf nach dem Masseerhaltungssatz nicht sein, denn auch Sauerstoffatome können sich ja nicht 'in Luft auflösen'.

Deshalb wird die Gleichung korrigiert, es werden nur die Hälfte der Stoffmenge an Sauerstoffatomen eingesetzt. An den chemischen Formeln für die Stoffe selbst darf natürlich nichts verändert werden, sehr wohl aber an den Koeffizienten (Vorzahlen):

Damit dieses Missverständnis von Anfang an ausgeräumt wird, werden daher vorwiegend ganzzahlige Koeffizienten verwendet. In diesem Beispiel wurde die Gleichung mit 2 multipliziert:

Nach diesem und dem folgenden Schema können für viele der einfachen anorganischen Reaktionen Reaktionsgleichungen aufgestellt werden.

Dazu ein weiteres Beispiel:

• Rechts steht doppelt so viel Eisen wie links. Eisen muss also auch auf der linken Seite verdoppelt werden.
• Rechts stehen 3/2 mal mehr Sauerstoff als links. Der Sauerstoff muss also auf der linken Seite den Koeffizienten 3/2 erhalten.

2 Fe + ³/₂ O₂  Fe₂O₃

Jetzt stimmt der Masseerhaltungssatz:

Dieses Prinzip kann auch bei schwierigeren Gleichungen angewendet werden.

Hierbei kümmert man sich um Wasserstoff und Sauerstoff oft erst später, weil er meist in beliebiger Menge in wässrigen Lösungen und in der Luft vorkommt (Wasserstoff aber natürlich nicht in elementarer Form). Allgemein sollten in Reaktionsgleichungen zuerst diejenigen Elemente ausgeglichen werden, die möglichst wenig vorkommen, dann erst diejenigen, die öfter auftauchen.

 

Stoffmenge	Edukte	Produkte
Mol Barium	3	1
Mol Stickstoff	2	1
Mol Sauerstoff	1	2
Mol Wasserstoff	2	5

• Links steht dreimal so viel Barium wie rechts. Barium muss also auch auf der rechten Seite den Koeffizienten 3 erhalten.
• Links stehen doppelt so viel Stickstoff wie links. Der Stickstoff muss also auf der rechten Seite auch verdoppelt werden.
• Um Wasserstoff und Sauerstoff kümmern wir uns gleich.

Ba₃N₂ + H₂O  3 Ba(OH)₂ + 2 NH₃

Der Massererhaltungssatz ist jetzt für Barium und Stickstoff erfüllt:

 

Stoffmenge	Edukte	Produkte
Mol Barium	3	3
Mol Stickstoff	2	2
Mol Sauerstoff	1	6
Mol Wasserstoff	2	12

• Rechts steht sechsmal so viel Sauerstoff wie links. Sauerstoff muss also auch auf der linken Seite den Koeffizienten 6 erhalten.
• Rechts steht sechsmal so viel Wasserstoff wie links. Der Wasserstoff muss also auf der linken Seite auch versechsfacht werden.
• Wasserstoff und Sauerstoff erhalten wir in diesem Fall aus dem Wasser:

Ba₃N₂ + 6 H₂O  3 Ba(OH)₂ + 2 NH₃

Masseerhaltungssatz ist erfüllt:

Fertig!

Ermitteln von Reaktionsgleichungen nach dem Ladungserhaltungssatz findet sich an folgender Stelle:

[Chemieplanet > Reaktionen > Redoxreaktionen > Redoxgleichungen]

Weitere nützliche Hinweise zu Reaktionsgleichungen finden sich auf folgenden Internetseiten: