Ausgleichen der Reaktionsgleichung

Inzwischen können wir die Reaktion “Kohlenstoff reagiert mit Fluor” in eine chemische Gleichung übersetzten:  C + F₂ -> CF₄
Während einer chemischen Reaktion werden die Bindungen zwischen den Atomen (oder Ionen) der Edukte getrennt. Danach verbinden sich dann die einzelnen Atome mit anderen Atomen (oder Ionen) zum Reaktionsprodukt. Bei einer chemischen Reaktionen werden aber keine Atome vernichtet oder neu erschaffen, es erfolgt immer nur eine Umverteilung der Atome (Gesetz von der Erhaltung der Masse).

1. Schritt: Schauen Sie sich die beiden Seiten der Reaktionsgleichung an, die Sie nun noch ausgleichen müssen.Auf der linken
Seite haben wir C + F₂ . Zählen wir die Atome, haben wir 1 Atom C und zwei Atome F.
2. Schritt: Auf der rechten Seite steht CF₄ . Zählen wir wieder die Atome. Es sind 1 Atome C und 4 Atome F. Da das Gesetz von
der Erhaltung der Masse immer gültig ist, muss die Gleichung noch richtig ausgeglichen werden, dass auf beiden Seiten
gleich viele Atome stehen
3. Schritt:  Regeln zum Ausgleichen von Reaktionsgleichungen
* Auf beiden Seiten der Reaktionsgleichung gibt es gleich viel Atome jeder Sorte
* Die stöchiometrischen Koeffizienten sind ganzzahlig und minimal

Mathematisches Modell zur Lösung:  C + F2 -> CF4

>                     Einführung von Koeffizienten:        a *C + b *F2 -> c *CF4
>                     Bildung eines Gleichungssystem:
Für Kohlenstoff C gilt:     a = c
Für Fluor F gilt:          2b = 4c ( 2b , da in F2 zwei Fluoratome vorhanden sind)
( 4c , da in CF4 vier Fluoratome vorhanden sind)
Annahme:                     a = 1   (Regel: Koeffinzienten sollen immer minimal sein)
Ergebis:                        a = c = 1   => b = 2*1 = 2

Aus dem Ergebis ergibt sich nun die vollständige, chemisch korrekte Reaktionsgleichung: 1 *C + 2 *F2 -> 1 *CF4
Da die Zahl 1 als stöchiometrischer Koeffinzient nicht ausgeschrieben wird, gilt              :     C + 2 *F2 -> CF4

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Ausgleichen der Reaktionsgleichung – Testfragen/-aufgaben

1. Was versteht man unter einem “Koeffizienten” beim Ausgleichen von Reaktionsgleichungen?

Ein Koeffizient ist eine Zahl, die vor einem Reagenz in einer chemischen Reaktionsgleichung steht und die Anzahl der Mole dieser Substanz in der chemischen Reaktion angibt.

2. Warum ist es notwendig, chemische Gleichungen auszugleichen?

Das Ausgleichen von chemischen Gleichungen ist notwendig, um das Gesetz der Massenerhaltung zu respektieren, das sagt, dass in einer chemischen Reaktion die Gesamtmasse der Reaktanten und Produkte gleich bleiben muss.

3. Welchen Schritt führen Sie zuerst durch, um eine Reaktionsgleichung auszugleichen?

Als Erstes sollten Sie sich die Atome auf beiden Seiten der Gleichung anschauen und alle Atome zählen, die nur einmal auf jeder Seite erscheinen.

4. Wie gleicht man die Gleichung für die Verbrennung von Methan (CH4 + O2 -> CO2 + H2O) aus?

Die ausgeglichene Gleichung lautet CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O.

5. Wie gleicht man die Gleichung für die Bildung von Wasser (H2 + O2 -> H2O) aus?

Die ausgeglichene Gleichung lautet 2H2 + O2 -> 2H2O.

6. Was ist die Bilanzierungsregel bei chemischen Reaktionen?

Die Bilanzierungsregel ist, dass die Anzahl der Atome jedes Elements auf der Reaktant- und Produktseite gleich sein muss.

7. Wie gleicht man die Gleichung für die Herstellung von Ammoniak (N2 + H2 -> NH3) aus?

Die ausgeglichene Gleichung ist N2 + 3H2 -> 2NH3.

8. Warum kann man die subindizes (in den Formeln) beim Ausgleichen der chemischen Gleichungen nicht ändern?

Während das Ausgleichen einer chemischen Gleichung können die subindizes nicht geändert werden, da diese die Zahl der Atome in einer Molekülart angeben. Eine Änderung würde die Substanz selbst verändern.

9. Welche Art von chemischen Reaktionen müssen ausgeglichen werden?

Alle Arten von chemischen Reaktionen, einschliesslich Synthese, Zersetzung, einzelne Verdrängung, doppelte Verdrängung und Verbrennung, müssen ausgeglichen werden.

10. Was passiert, wenn eine chemische Gleichung nicht ausgeglichen ist?

Wenn eine chemische Gleichung nicht ausgeglichen ist, kann das dazu führen, dass die Menge der Produkte und Reaktanten nicht die Massenerhaltung widerspiegelt, was gegen grundlegende Naturgesetze verstösst.