Frage von Kugelschreiber9, 14

Wie genau stelle ich eine Reaktionsgleichung auf?

Ich versteh irgendwie nicht woher man wissen soll, was jetzt wohin muss.

Also mal als ganz krasses beispiel (ich weiß das das nicht geht aber halt nicht wieso man das nicht so schreiben darf):

OH+Na+CH3COO+H30 -----> NaCH7CO3 Es sieht ja eigentlich so aus: OH+Na+CH3COO+H30 ------> 2H20 + Na + CH3COO

Aber warum ><

Antwort
von DedeM, 1

Moin,

ich gehe mal auf dein "krasses" Beispiel ein und erkläre dir alles Schritt für Schritt (entschuldige also, dass nun ein sehr langer Text folgen wird):

Bei chemischen Reaktionen reagieren immer noch Stoffe bzw. deren Teilchen miteinander. In Reaktionsgleichungen in Formelschreibweise geht es deshalb nicht darum, die vorhandenen Element-Symbole einfach wild durcheinander aufzuschreiben oder aneinander zu hängen und miteinander zu kombinieren, sondern darum, das Geschehen zwischen den reagierenden Teilchen zu verstehen und in der Symbolsprache wiederzugeben. Du hast eine Seite (links vom Reaktionspfeil), auf der stehen die Ausgangsstoffe (Edukte). Auf der anderen Seite (rechts vom Reaktionspfeil) stehen die Endstoffe (Produkte).
Eine Reaktionsgleichung kannst du in einem Satz mit Wörtern formulieren (Wortgleichung) oder diese Wörter in eine Chemie-eigene Formelsprache übersetzen und dann als Formelgleichung ausdrücken. Letzteres hat den Vorteil, dass du nicht nur weniger Buchstaben verwenden musst, sondern vor allem international verstanden wirst, ohne ständig ein Wörterbuch für alle möglichen Sprachkombinationen verwenden zu müssen.
Auf dein Beispiel bezogen heißt das zum Beispiel

Wortgleichung:
Natronlauge und eine Essigsäure-Lösung reagieren zu gelöstem Natriumacetat und Wasser.

Für das Aufstellen der Formelgleichung ist als erstes wichtig, dass du die Formeln aller Reaktionsteilnehmer richtig ermittelst (bzw. ermitteln kannst). Natronlauge ist die Bezeichnung für die Base Natriumhydroxid, die in Wasser gelöst ist (Lauge = Base in Wasser gelöst). Natriumhydroxid ist im Grunde ein Salz, das sich aus Natriumkationen (Na^+) und Hydroxidanionen (OH^–) zusammensetzt. Für deine chemischen Belange kannst du dir merken, dass alle Natriumsalze wasserlöslich sind. Demnach löst sich das Kristallgitter des Natriumhydroxids in Wasser auf und es entstehen in Wasser gelöste Ionen (das heißt Ionen, die von einer Wasserhülle umgeben sind, so dass man sie - im Gegensatz zum großen Salzkristall - nicht mehr sehen kann). Salze haben eine sogenannte Verhältnisformel. Eine Verhältnisformel gibt das kleinste Zahlenverhältnis an, in dem die beiden entgegengesetzt geladenen Ionen zueinander stehen, damit beide Ionenladungen sich in ihrer jeweiligen Wirkung gerade aufheben. Oder einfacher formuliert: Wie viele Ionen brauchst du von beiden Sorten, damit gleich viele Ladungen vorhanden sind? Nun, im Falle des Natriumhydroxids hast du wie gesagt Natriumkationen und Hydroxidanionen. Natriumkationen sind einfach positiv geladen (Na^+), während Hydroxidanionen einfach negativ geladen sind (OH^–). Du hast also Teilchen mit einer einzigen Plusladung und Teilchen mit einer einzigen Minusladung. Demnach brauchst du von beiden Teilchen genau eines, damit sich die Ladungen (+ und –) gerade aufheben. Die Verhältnisformel von Natriumhydroxid lautet also NaOH.
Schmeißt du nun dieses NaOH ins Wasser, löst es sich auf. Das kann man dadurch andeuten, dass man das Symbol für "in Wasser gelöst" verwendet. Dieses Symbol lautet "aq" (vom englischen aqueous = wässrig; in Wasser gelöst). Also:

NaOH (s) --[H2O]--> Na^+ (aq) + OH^– (aq)

Das "s" steht dabei für "fest" (vom englischen "solid" = fest). Oft vereinfacht man diese (eigentlich korrektere) Darstellung und schreibt einfach nur noch die Ionenschreibweise:

NaOH ---> Na^+ + OH^–

Soweit, so gut. Nun kommen wir zur Essigsäure. Die Formel für die Essigsäure lautet CH3-COOH. Essigsäure ist - wie der Name schon sagt - eine Säure. Säuren zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei passendem Reaktionspartner Protonen (H^+-Ionen) abspalten und übertragen können. Säuren sind sogenannte Protonendonatoren. Auf dein Beispiel angewendet heißt das, dass die Essigsäure (wenigstens zum Teil) Protonen auf Wassermoleküle überträgt, die dadurch zu Oxonium-Ionen (oder veraltet auch Hydronium-Ionen) werden. In der Formelschreibweise sieht das so aus:

CH3-COOH (l) + H2O (l) ---> CH3COO^– (aq) + H3O^+ (aq)

Das "l" hinter der Essigsäure- und der Wasserformel steht für "flüssig" (vom englischen "liquid" = flüssig). Auch hier kannst du verkürzt schreiben

CH3-COOH + H2O ---> CH3-COO^– + H3O^+

Somit hast du nun alle Formeln beisammen, um schon mal die Edukte-Seite deiner Beispielreaktion in Formelsprache ausdrücken zu können:

Na^+ + OH^– + CH3-COO^– + H3O^+ ---> ...

Und nun ist es hilfreich zu wissen, was bei dieser Reaktion passiert. Nun, du hast eine Lauge (also eine in Wasser gelöste Base) und du hast eine saure Lösung (also eine in Wasser gelöste Säure). Das schöne an der Chemie ist, dass sie relativ konstant immer bestimmten Gesetzmäßigkeiten folgt, wenn man diese Gesetzmäßigkeiten erst einmal begriffen hat. Das soll heißen: Wenn du verstanden hast, nach welchen Prinzipien eine bestimmte Reaktion verläuft, dann ist es danach formal immer das Gleiche, egal, welche Stoffe du konkret einsetzt (vorausgesetzt es handelt sich um Stoffe, die zu den entsprechend gleichen Stoffklassen gehören). Hier reagieren also eine Säure und eine Base miteinander. Immer wenn Säuren und Basen aufeinander treffen, passiert im Grunde das Gleiche: es kommt zu einer sogenannten Neutralisationsreaktion. Dabei entstehen immer ein Salz und Wasser. Welches Salz entsteht, hängt von deiner Säure und deiner Base ab. Aber das Wasser entsteht immer aus den Hydroxid-Ionen (OH^–) und dem Oxonium-Ion (H3O^+). In deinem Beispiel passiert also das:

Na^+ + CH3-COO^– + H3O^+ + OH^– ---> CH3COONa + 2 H2O

Es entsteht 2 x H2O, weil ein H2O bereits im Oxonium-Ion steckt, während das zweite dadurch gebildet wird, dass das Oxonium-Ion ein H^+ auf das OH^– überträgt, so dass wieder H2O herauskommt (das ist der Kern der Neutralisationsreaktion: Säure-H^+ und Basen-OH^– treten zu neutralem Wasser zusammen).

Das Salz Natriumacetat (CH3-COONa) ist - wir erinnern uns - wie alle Natriumsalze wasserlöslich. Darum kannst und solltest du folgendes schreiben:

Na^+ + CH3-COO^– + H3O^+ + OH^– ---> Na^+ + CH3-COO^– + 2 H2O

Nun hast du Schritt für Schritt nachvollziehen können, wieso es zu der Form der Reaktionsgleichung in Formelschreibweise kommt, die du schon gepostet hast. Dass es nicht zu "NaCH7CO3" kommt liegt einfach daran, dass es in Reaktionsgleichungen eben nicht darum geht, die Elementsymbole irgendwie zusammenzukloppen, sondern darum, das chemische Geschehen abzubilden. Dazu muss man natürlich verstehen, womit man es zu tun hat. Hier hattest du ein Beispiel für eine Neutralisationsreaktion ausgewählt. Ich hatte schon erwähnt, dass das Schöne an der Chemie ist, dass alle Reaktionen, die nach dem gleichen Prinzip erfolgen, auch in der Reaktionsgleichung gleich ablaufen. Darum folgen jetzt noch ein paar andere Neutralisationsreaktionen, damit du siehst, dass das so ist:

Natronlauge und Salzsäure ergeben (Koch-)Salz und Wasser:
NaOH (aq) + HCl (aq) ---> NaCl (aq) + H2O (l)

Calciumhydroxid-Lösung ("Kalkwasser") und Salpetersäure ergeben Calciumnitrat (ein anderes Salz) und Wasser:
Ca(OH)2 (aq) + 2 HNO3 (aq) ---> Ca(NO3)2 (aq) + 2 H2O (l)

Schwefelsäure und Kalilauge ergeben Kaliumsulfat (noch ein Salz) und Wasser:
H2SO4 (aq) + 2 KOH (aq) ---> K2SO4 (aq) + 2 H2O

Es ist immer das gleiche: Säure und Base ergeben ein Salz und Wasser...

Es gibt noch eine Reihe weiterer solcher Reaktionsprinzipien, zum Beispiel Carbonate und Säure ergibt immer (IMMER, IMMER) ein Salz, Wasser und Kohlenstoffdioxid, zum Beispiel:

Calciumcarbonat und Salzsäure ergeben Calciumchlorid (ein Salz), Wasser und Kohlenstoffdioxid:
CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) ---> CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
Heißt übersetzt: Festes Calciumcarbonat und eine salzsaure Lösung reagieren zu gelöstem Calciumchlorid, flüssigem Wasser und gasförmigem Kohlenstoffdioxid. Oder:

Natriumcarbonat und Schwefelsäure reagieren zu Natriumsulfat (Salz), Wasser und Kohlenstoffdioxid:
Na2CO3 (s) + H2SO4 (aq) ---> Na2SO4 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
Du siehst, das gleiche Prinzip: Carbonat und Säure ergeben Salz, Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Wie man Reaktionsgleichungen an sich aufstellt, ist eine Frage (und Erklärung) für sich, aber warum bestimmte Reaktionsgleichungen immer nach einem bestimmten Prinzip aufgestellt werden, hängt damit zusammen, dass bestimmte Reaktionen formal immer nach einem bestimmten Prinzip ablaufen. Und es ist deine Aufgabe, das Prinzip zu (er)kennen. Dazu ist es nötig, immer schön aufzupassen, was ihr gerade so in Chemie für ein Thema habt. Das Tröstliche daran ist aber, dass man eigentlich keine Schwierigkeiten haben sollte, die Reaktionsgleichungen in Formelschreibweise von beliebigen Kombinationen von Stoffen aufzustellen, wenn man erst einmal das dahinter steckende Prinzip geschnallt hat, du verstehst...!?

LG von der Waterkant.

Antwort
von Kronleuchter22, 6

http://www.gutefrage.net/frage/reaktionsgleichung-aufstellen-ausfuehlich-fuer-to... Da hat es jemand super erklärt.

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