Im vorherigen Kapitel ist erläutert worden, wie die Edukte einer Reaktionsgleichung von einer Wortschreibweise in die chemischen Formelschreibweise übersetzt werden. Beispiel: Kohlenstoff reagiert mit Fluor => C + F2
Nun muss natürlich das Produkt aus der Reaktion der beiden Elemente bestimmt werden.
Dazu benutzt man das sog. “Bindigkeitsmodell”. Man weisst dazu jedem Element aus dem Periodensystem zu
1. Hauptgruppe: einwertig 4. Hauptgruppe: vierwertig 7. Hauptgruppe: einwertig
2. Hauptgruppe: zweiwertig 5. Hauptgruppe: dreiwertig 8. Hauptgruppe: nullwertig
3. Hauptgruppe: dreiwertig 6. Hauptgruppe: zweiwertig
Beispiel: Kohlenstoff, C steht in der 4. Hauptgruppe und ist damit vierwertig
Fluor, F2 steht in der 7. Hauptgruppe und ist damit einwertig
Im nächsten Schritt bildet man das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) der Ausgangsstoffe. In unserem Bespiel ist das kleinste gemeinsame Vielfache aus 4 und 1 gleich 4. Doch welche Formel hat nun das Reaktionsprdoukt?
Dazu nimmt man das kgV und teilt es durch die Wertigkeit des Stoffes.
Beispiel: Kohlenstoff 4 (kgV) : 4 (Wertigkeit) = 1, damit wissen wir, dass unser Produkt ein C-Atom enthält
Fluor 4 (kgV) : 1 (Wertigkeit) = 4, damit wissen wir, dass unser Produkt vier C-Atome enthät.
Damit ist die Formel unseres Reaktionsproduktes aus Kohlenstoff und Fluor: CF4 und wir können nun die gesamte Gleichung aufstellen: C + F2 -> CF4
Die Schritte zur Bestimmung der Formel des Reaktionsproduktes sind: (1) Identifizieren Sie die Reaktanten und die Art der chemischen Reaktion, (2) Bestimmen Sie die Produkte auf der Basis der Reaktionsart und der beteiligten Reaktanten, (3) Balancieren Sie die Gleichung, um die korrekten Molverhältnisse zu erhalten und (4) Verwenden Sie die Molverhältnisse und die chemischen Formeln, um die Formel des Reaktionsproduktes abzuleiten.
Typen von chemischen Reaktionen sind: Zusammensetzung, Zersetzung, Ersatz, doppelte Substitution. Diese können hilfreich sein, um das Reaktionsprodukt und somit seine Formel zu bestimmen.
Die Symbole ‘s’, ‘l’, ‘g’ und ‘aq’ symbolisieren den Agregatzustand der Substanzen in einer Gleichung: Fest (s), Flüssig (l), Gas (g) und in Wasser gelöst (aq).
Eisen und Schwefel reagieren im Verhältnis 1:1 miteinander, um Eisensulfid zu bilden. Also ist die Gleichung Fe + S -> FeS
In dieser Gleichung reagiert Magnesium (Mg) mit Sauerstoff (O2) um Magnesiumoxid (MgO) zu bilden. Man sieht dass eine Mg-Einheit mit einer O2-Einheit reagiert um eine MgO-Einheit zu bilden.
Die Produkte einer Zersetzungsreaktion werden durch das Spalten der Molekülbindungen des Ausgangsstoffs bestimmt. Beispiele können sein: 2 H2O -> 2 H2 + O2 (Elektrolyse von Wasser).
Die Produkte dieser Reaktion sind Calciumchlorid (CaCl2) und Kohlenstoffdioxid (CO2). Die Gleichung ist: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O.
Die Summenformel gibt die Anzahl der verschiedenen Atome in einem Molekül an. Sie ist nützlich, um die prozentuale Zusammensetzung eines Moleküls und die Formel des Reaktionsprodukts zu bestimmen.
Ein Beispiel für eine doppelte Substitutionsreaktion ist die Reaktion zwischen Bariumchlorid (BaCl2) und Schwefelsäure (H2SO4) zu Bariumsulfat (BaSO4) und Salzsäure (HCl): BaCl2 + H2SO4 -> BaSO4 + 2 HCl.
Die Formel des Produkts wird bestimmt durch die Art der Reaktion und die Eigenschaften der beteiligten Partikel. Beispiel: H2 + Cl2 -> 2 HCl. Hier reagiert Wasserstoffgas mit Chlorgas zu Chlorwasserstoffgas.