Reaktionsgleichungen

Die Formelsprache ermöglicht, chemische Reaktionen international verständlich und übersichtlich darzustellen. Durch Reaktionsgleichungen kann man auf einen Blick sehen, was passiert.

Arbeitsmittel

Aufstellen und Ausgleichen

Bei Reaktionsgleichungen wird ähnlich wie bei Rezepten dargestellt, welche Zutaten man braucht, um ein Produkt herzustellen. Nimmt man 2 Scheiben Toastbrot und 2 Scheiben Käse, erhält man nach dem Toasten einen leckeren Käsetoast.

Rezept für Käsetaosts

Im Kapitel „Was ist Chemie“ wurde erklärt, dass das Verbrennen von Magnesium eine chemische Reaktion ist. Die Reaktion des metallischen Magnesiums mit dem Luftsauerstoff wird wie folgt dargestellt:

Reaktionsgleichung
Reaktionsgleichung
Formelgleichung 2 Mg + O2 2 MgO
Wortgleichung Magnesium + Sauerstoff Magnesiumoxid
Man spricht Magnesium reagiert mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid

Aufstellen einer Formelgleichung

Links vom Reaktionspfeil werden die Ausgangsstoffe (Edukte) angeschrieben, rechts die Endstoffe (Produkte). Für die beteiligten Substanzen verwendet man die Formelschreibweise, die bereits beim Thema Bindungen erklärt wurde.

Ausgleichen einer Formelgleichung

Es müssen links und rechts vom Reaktionspfeil gleich viele gleichartige Atome vorkommen.
Daher verwendet man Koeffizienten (Zahlen vor den Formeln), um die Reaktionsgleichungen richtigzustellen.

Beachte!

Beim Ausgleichen werden nur Koeffizienten, niemals Indices in Formeln verändert.
Ein Koeffizient bezieht sich immer auf die gesamte Formel, ein Index in einer Formel bezieht sich immer auf das Elementsymbol, hinter dem er steht.

Brauchst du noch Hilfe beim Aufstellen und Ausgleichen einer Reaktionsgleichung? Dann informiere dich hier!

Das Ausgleichen von Reaktionsgleichungen erfordert etwas Übung. Hier kann man üben und überprüfen, wie gut es schon klappt.

Reaktanden, Produkte und Reste wird von PhET, University of Colorado Boulder zur Verfügung gestellt.

Aussagen einer Reaktionsgleichung

Mit einer Reaktionsgleichung kann man darstellen, welche Substanzen miteinander reagieren, und welche Stoffe dabei entstehen (qualitative Aussage).

In Formelgleichungen wird durch den Koeffizienten auch eine quantitative Aussage getroffen. Das bedeutet, dass man ablesen kann, in welchem Teilchenverhältnis die Substanzen miteinander reagieren. Beispielsweise lässt sich aus der Knallgasreaktion ablesen, dass dafür doppelt so viele Moleküle Wasserstoff wie Sauerstoff für die Reaktion benötigt werden.

Bei der Knallgasreaktion reagieren Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 2:1 miteinander.

Reaktionen näher beschreiben

Manchmal ist es wichtig, dass man zusätzliche Informationen in einer Reaktionsgleichung angibt.

Viele Reaktionen verlaufen nicht nur in eine Richtung. Das bedeutet, dass die Endstoffe unter bestimmten Bedingungen wieder miteinander reagieren und Ausgangsstoffe entstehen. Solche umkehrbaren (reversiblen) Reaktionen werden mit einem Doppelpfeil () dargestellt. Beispielsweise ist die Synthese von Ammoniak (NH3) eine umkehrbare Reaktion.

Der Doppelpfeil kennzeichnet umkehrbare (reversible) Reaktionen.

Man kann Aussagen über den Aggregatzustand machen oder beschreiben, dass eine Substanz in Wasser gelöst vorliegt. Dabei schreibt man tiefgestellt in runden Klammern die entsprechende Abkürzung. Diese leiten sich von englischen Begriffen ab.

Aggregatzustand Abkürzung englischer Begriff Beispiel
fest s solid Zn(s)
flüssig l liquid H2O(l)
gasförmig g gaseous O2(g)
in Wasser gelöst aq aqueous ZnCl2(aq)

Weitere Möglichkeiten, zusätzliche Informationen in Reaktionsgleichungen darzustellen, werden bei folgendem Beispiel gezeigt. Bei den Ausgangsstoffen symbolisiert der Punkt, dass hier Wasser an das Kristallgitter von Kupfersulfat (CuSO4) gebunden ist. Über (oder unter) Reaktionspfeilen schreibt man Reaktionsbedingungen, wie die Zufuhr von Temperatur. Der nach oben gerichtete Pfeil zeigt, dass das Wasser als Gas frei wird.

Blaues Kupfersulfat beinhaltet Kristallwasser, das beim Erhitzen freigesetzt wird.
Blaues Kupfersulfat beinhaltet Kristallwasser, das beim Erhitzen freigesetzt wird.
Auch Informationen wie Reaktionsbedingungen werden bei Reaktionsgleichungen angeführt.

Fällt bei einer chemischen Reaktion in einer Lösung ein Feststoff aus, so spricht man von einem Niederschlag. Die entsprechende Verbindung wird mit einem gekennzeichnet.

Silberchlorid
Bei der Reaktion von Natriumchlorid mit Silbernitrat fällt schwerlösliches Silberchlorid als Niederschlag aus. Weiters entsteht Natriumnitrat, das gelöst vorliegt.

Finde heraus, wie gut du dich schon mit Reaktionsgleichungen auskennst, indem du die Darstellungen mit den Bezeichnungen verbindest!

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