Reaktionsgleichung aufstellen - Ammoniak?
Hallo,
diese Frage richtet sich wohl an die Chemiker von euch - wobei es eigentlich Grundlage sein sollte. Nun, ich zweifle gerade an meinen Fähigkeiten, korrekte Reaktionsgleichungen aufzustellen. Um euch das Ganze zu veranschaulichen, fange ich einfach mal an:
Aufgabe: Stickstoff und Wasserstoff reagieren gemeinsam zu Ammoniak. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
Stickstoff + Wasserstoff → Ammoniak
N + H → N?H?
Schritt 1: Edukte links, Produkte rechts
Schritt 2: Wertigkeit bestimmen. Dort liegt zum größten Teil mein Problem. Uns wurde so erklärt, dass Hauptgruppe 1 eine Wertigkeit von 1 hat, HG 2 von 2,... und es sich ab der 5. Hauptgruppe wieder zurückbewegt. Heißt: 5. HG = 3, 6. HG = 2,...
So, Stickstoff gehört zur 5. Hauptgruppe und müsste doch somit die Wertigkeit 3 besitzen.
N3 + H2 → N2H3
Ich suche das kleinstmögliche Produkt: 3x2 = 6 und berechne das Reaktionsprodukt.
N3 + H2 → N2H3
Weitere Schritte sind nicht nötig, weil ich bemerke, dass mein Ergebnis bis jetzt nicht dem eigentlichen Zwischenergebnis entspricht. Grund: Die Wertigkeit von Stickstoff ist 2 und nicht wie eigentlich vermutet 3. Ich kann es mir trotzdem nicht erklären, weil Stickstoff eben zur 5. Hauptgruppe gehört und die Wertigkeit somit eigentlich klar sein sollte. Nun meine Frage: Wo lag mein Fehler? Ist die Wertigkeit tatsächlich 2? Wenn ja, weshalb, wenn es nicht der eigentlichen Wertigkeit entspricht?
Danke im Voraus!
LG Leon
2 Antworten
Nach meiner Einschätzung musst du dich zuerst mal mit der Schreibweise (wieder) vertraut machen. Der Index, die kleine nach- und tiefgestellte Zahl, gibt die Anzahl der Atome eines Elements in einem Molekül an. Da Wasserstoff als Molekül mit 2 Atomen vorliegt, ist die Formel also H₂.
Die große Zahl davor gibt die Anzahl der Moleküle an. 3 H₂ sind also 3 Moleküle Wasserstoff.
Stickstoff kommt übrigens auch als zweiatomiges Molekül vor, die Formel ist also N₂.
Kommen wir als nächstes zum Ammoniak. Da hast du die Wertigkeiten schon richtig erkannt. Nur die Formel hast du falsch falsch geschrieben, die lautet nämlich NH₃. Ein Ammoniakmolekül besteht aus 3 Wasserstoffatomen und einem Stickstoffatom.
Jetzt sind wie bei deinem Punkt 1, Edukte und Produkte richtig benennen.
? H₂ + ? N₂ -> ? NH₃.
Die Fragezeichen stehen für die Anzahlen, die noch nicht stimmen. Bei den Indizes stehen keine Fragezeichen, weil die Stoffe ja genau definiert sind, ein anderer Index also für einen anderen Stoff steht.
Beim Rausfinden der Anzahlen fasse mich kurz, man muss eigentlich nur ein bisschen rumprobieren und darauf achten, die die Gesamtzahl der Atome links wie rechts gleich ist. Ich komme auf:
3 H₂ + N₂ -> 2 NH₃.
Probe: H links wie rechts 6 Atome, N links wie rechts 2 Atome, passt also.
Al ist dreiwertig. Oder um den veralteten Begriff der Wertigkeit langsam zu überwinden, jedes Al-Atom gibt 3 Elektronen ab.
O ist zweiwertig, jedes O-Atom nimmt 2 Elektronen auf. Damit sich Abgabe und Aufnahme ausgleichen, mussen Al- und O-Atome im Verhältnis 2:3 reagieren.
Daher ist die Formel von Aluminiumoxid Al₂O₃.
Wichtig: Das ist nur die Produktseite. Wie die Edukte aussehen, muss man wissen.
Nun, Sauerstoff liegt allgemein wie Wasserstoff und Stickstoff (und Fluor, Chlor, Brom und Iod) als zweiatomiges Molekül vor. Die Formel lautet also O₂.
Aluminium liegt wie alle Metalle in einem unendlichen dreidimensionalen Gitter vor. Man kann darin keine kleineren Einheiten wie Moleküle definieren. Also nimmt man in Formeln einzelne Atome. Die Formel lautet schlicht Al.
Die Gesamtreaktion wöre also ? Al + ? O₂ -> ? Al₂O₃.
Vielleicht probierst du das Ausgleichen mal selbst, ich kontrolliere das dann.
Joa :) 4 Al + 3 O₂ -> 2 Al₂O₃
wären dann wohl 4 Aluminium Atome links und rechts, sowie 6 O Atome links und rechts?
Prima, klappt doch.
Wenn du noch mehr (nicht all zu verrückte) Ideen hast, findest du die richtige Lösung immer im Internet.
Riesen Dank für die Hilfe :) Sollte ich weitere Fragen haben, würde ich mich freuen, wenn ich dich weiterhin kontaktieren kann. Das Danke hast du dir wahrhaftig verdient!
Ich krieg ja mit, wenn du weitere Kommentare schreibst oder Fragen stellst. Allerdings nicht immer so zeitnah.
Ist auch schön und keineswegs selbstverständlich, dass Hilfe so angenommen wird.
Hallo Kingshit1871
der erste Fehler steht schon in der ersten Gleichung, weil hier nicht die korrekten Edukte stehen. Also:
N2 + H2 ==> NxHy
Die Wertigkeit von Stickstoff ist (in diesem Fall) tatsächlich 3 und die von Wasserstoff 1. Dies bedeutet, dass du 3 H brauchst, um es mit 1 N zu binden.
N2 + 3 H2 ==> 2 NH3
Und somit: fertig.
LG
Vielen Dank für deine Antwort! So weit sehr gut nachvollziehbar. Dennoch wundert mich, wie ich bei Stickstoff auf den Index 2 komme?
Die Frage kann ich dir nicht beantworten, weil ich deinen Gedankengang nicht nachvollziehen kann :))
Aber auch in N2H3 hat Stickstoff nicht die Wertigkeit 2, sondern 1.5 !
Noch ein anderer Ansatz:
Du weißt: Wertigkeit N ist 3, Wertigkeit H ist 1. Jetzt lassen wir mal ausnahmsweise die Molekülform von H und N beiseite, dann gilt:
N + 3 H ==> NH3
oder eben korrekt:
N2 + 3 H2 ==> 2 NH3
Vielen Dank, hat mir echt geholfen, zum Ergebnis zu kommen. Wenn jetzt die Reaktion beispielsweise Aluminium + Sauerstoff -> Aluminiumoxid ist, wie komme ich dann darauf, dass der Index von Aluminium 3 ist?