Frage von EraserPal, 11

Wie stellt man chemische Reaktionsgleichungen auf, bei denen das Produkt nicht bekannt ist?

Ich weiß die Frage gibt es schon oft und es gibt auch zahlreiche Videos dazu...aber ich finde die Antwort dennoch nicht...hier der Grund:

in den Fragen/Videos ist das beispiel folgendermaßen: stelle die Reaktionsleichung auf! gegeben: Sauerstoff reagiert mit Wasserstoff zu Wasser

ich brauch aber hierbei Hilfe: zu was reagieren Sauerstoff und Wasserstoff? zu solchen aufgaben..also aufgaben wo das Produkt nicht bekannt ist muss ich die Reaktionsgleichungen aufstellen können..kann mir wer erklären wie ich das anstellen soll?

ps...es geht nicht speziell um diese Stoffe..ich muss solche Gleichungen für alle Stoffe aufstellen können...diese waren nur ein Beispiel...nicht dass ihr mich für dumm haltet xD

danke für sinnvolle antworten im Vorraus

lg eraserpal

Antwort
von DedeM, 6

Moin,

kurz gesagt: im Prinzip geht das oft gar nicht! Okay, in ein paar Ausnahmefällen kann man durchaus vorhersagen, was passieren wird. Und grundsätzlich wird auch bekannt sein, was bindungstechnisch ablaufen wird, so dass du in solchen Fällen die Reaktionsgleichungen aufstellen könntest, ohne die Produkte zu kennen. Wenn du Erfahrung hast, wirst du auch abwägen können, welche Produkte unter welchen Bedingungen wahrscheinlicher entstehen, falls es mehrere Möglichkeiten gibt. Aber bei etlichen Reaktionen sind (theoretisch) mehrere Produkte denkbar, so dass es sehr auf die Reaktionsbedingungen ankommt, welche Produkte tatsächlich gebildet werden.

Bei der Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff wird "natürlich" zum Großteil Wasser gebildet werden. Aber es wäre (wenn vielleicht auch eher theoretisch) auch möglich, dass sich Wasserstoffperoxid bildet. Beide Reaktionsgleichungen sind verschieden:

2 H2 + O2 ---> 2 H2O (Wasser entsteht)
H2 + O2 ---> H2O2 (Wasserstoffperoxid entsteht)

Was dein zweites Beispiel aus dem Kommentar zur guten Antwort von vach77 angeht, so ist das noch uneindeutiger. Kupfer ist ein Element aus den Nebengruppen im Periodensystem der Elemente (PSE). Als solches ist es - wie viele andere auch - in der Lage, mehrere Ionen zu bilden. Darum reagieren Kupfer und Sauerstoff zu zwei möglichen Produkten, nämlich Kupfer-I-oxid und Kupfer-II-oxid.
Wenn du ein Stück Kupferblech in eine Brennerflamme hältst, wird das Blech am Ende einen grau-schwarzen Überzug haben. Das wäre dann Kupfer-II-oxid, welches grau-schwarz ist. Aber unter dem Überzug, der spröde ist und leicht abbröckelt, wirst du einen ziegelroten Belag auf dem Blech entdecken können. Das ist Kupfer-I-oxid, weil das ein roter bröseliger Stoff ist.
Wenn also deine Lehrkraft nach DER Reaktionsgleichung gefragt hat, reicht das nicht aus, denn es gibt zwei Möglichkeiten, so dass es nicht DIE Reaktionsgleichung gibt. Sowohl

4 Cu + O2 ---> Cu2O (Bildung von Kupfer-I-oxid)

als auch

2 Cu + O2 ---> 2 CuO (Bildung von Kupfer-II-oxid)

wären korrekt.

Wenn aber die Aufgabe lautete: "Stelle die Reaktionsgleichung auf, mit der erklärt werden kann, wie es zur Bildung des schwarzen Belags kommt.", dann müsstest du die zweite oben gebrachte Gleichung aufstellen. Aber das würde voraussetzen, dass du weißt, dass es zwei Kupferoxide gibt und dass sie sich unter anderem farblich voneinander unterscheiden.

Okay, es gibt auch Reaktionen, bei denen man schon wissen kann, was am Ende herauskommen wird. Zum Beispiel reagieren Carbonate mit beliebigen stärkeren Säuren immer zu einem Salz, Kohlenstoffdioxid und Wasser. Auch die Bildung von Salzen aus den diversen Reaktionen zwischen (unedlen) Metallen der ersten beiden Hauptgruppen aus dem PSE und Halogenen (Fluor, Chlor, Brom, Iod) lässt sich vorhersagen. Die Bildung von Oxiden oder Sulfiden mit den Metallen aus den ersten beiden Hauptgruppen sind vorhersagbar. In all diesen Fällen, kannst du mit großer Sicherheit eine jeweilige Reaktionsgleichung aufstellen und brauchst somit das Produkt nicht zu kennen.

Aber schon bei der Reaktion des Typs (unedles) Metall und Säure können schon wieder verschiedene Produkte entstehen, wenn die Säure über mehr als ein Proton verfügt.

Auch die Verbrennung (Reaktion mit Sauerstoff) von organischen Stoffen (Alkane, Alkene, Alkine...) kann vollständig verlaufen (dann entsteht auf jeden Fall Kohlenstoffdioxid) oder unvollständig (dann entstehen weitere Kohlenstoff-Produkte wie Ruß und / oder Kohlenstoffmonoxid).

Du siehst, oft ist es nicht möglich, eine einzige Reaktionsgleichung aufzustellen, so dass du gar nichts (oder eigentlich alles mögliche) nennen kannst.

Was die Reaktionen angeht, bei denen du ohne Kenntnis des Produkts eine Reaktionsgleichung aufstellen kannst, sei dir gesagt, dass du dazu verstehen müsstest, was Wertigkeiten sind oder - noch besser - was für die reagierenden  Atome wichtig ist, damit sie im Verlauf der Reaktion eine Edelgaskonfiguration in ihren Atomhüllen hinbekommen können. Dann könntest du (zumindest für etliche Reaktionen zwischen Elementen der Hauptgruppen) Reaktionsgleichungen aufstellen, ohne das Produkt vorher zu kennen. Aber dazu müsste ich dir die Ionenbindung und die Atombindung erläutern, was mir jetzt hier mal eben kurz so zwischen Tür und Angel nicht möglich ist...

Trotzdem lieber Gruß von der Waterkant.

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 6

Deine Frage in der Überschrift ist wie folgt zu beantworten:

Wenn die Edukte bekannt sind, dann kann man, wenn man keine Erfahrung hat, in der Regel das Produkt (die Produkte) nicht angeben; und damit kann man keine Reaktionsgleichung aufstellen.

Deine Frage: Zu was reagieren Wasserstoff und Sauerstoff?

Diese wir man vorschnell mit "Wasser" als Produkt beantworten und auch eine Reaktionsgleichung aufstellen können.

Es ist durchaus unter bestimmten Bedingungen möglich, dass sich bei dieser Reaktion Wasserstoffperoxid bildet, und dann sieht die Reaktionsgleichung schon anders aus.

Kommentar von EraserPal ,

im unterricht hatten wir letztens folgendes problem:...zu was reagieren Cu und O..wie machtman das?

Kommentar von vach77 ,

Wenn Du keine größeren Chemiekenntnisse hast, dann kannst Du nur antworten: zu Kupferoxid.

Ich würde dann fragen: Zu welchem Kupferoxid, denn ich kenne zwei verschiedene Formeln für Kupferoxid.

Siehst Du, damit bist Du überfordert, wenn Du die beiden Oxide, das Kupfer(I)-oxid und das Kupfer(II)-oxid formelmäßig nicht kennst.

Es gibt also hier zwei verschiedene Reaktionsgleichungen.

Antwort
von ThomasJNewton, 3

Wie schon gesagt, eine Reaktionsgleichung kannst du erst dann aufstellen, wenn die Reaktion (dir) bekannt ist.
Zur Reaktion gehören Edukte und Produkte.

In deinem Beispiel ist all das gegeben, die Edukte Wasserstoff und Sauerstoff, und das Produkt Wasser.
Die musst du dann auch kennen, also die "Formel".
Ansonsten musst du sie nachschlagen, Raten ist immer gefährlich.

Wenn du die Produkte nicht kennst, musst du die Reaktion vorhersehen oder raten.
Und damit siehst du auch die Produkte vorher, oder erätst sie.
Das kannst du immer nur im Rahmen deines Wissens und deiner Erfahrung, die dann irgendwann zu eimen "Fingerspitzengefühl" werden.

Aber auch das kann täuschen, je nach Schwierigkeit der Aufgabe auch Fortgeschrittene und Experten.

Nimm als Beispiel mal die Reaktion der Alkalimetalle mit (reichlich) Sauerstoff.
Nach den einfachen Regeln, Alkalimetalle sind einwertig, Sauerstoff ist zweiwertig, bildet sich also jeweils das Oxid.
Aber Pustekuchen, dem ist nicht so:
 - Lithium bildet (hauptsächlich) das Oxid
 - Natrium bildet (hauptsächlich) das Peroxid
 - Kalium bildet (hauptsächlich) das Hyperoxid

Bei der Reaktion von Kupfer mit Sauerstoff kommen (das weiß ich aufgrund meiner Erfahrung) mehrere Produkte in Frage.
Weil Kupfer ein Übergangsmetall ist, und so in verschiedenen "Wertigkeiten" vorkommen kann.
Also meist positiven Oxidationszahlen, wenn dir das was sagt.

Das weiß man, oder man weiß es nicht.
Wenn man es nicht weiß, kann man es nicht ahnen oder gar voraussehen.

Für Kupfer kommen die Oxide Kupfer(I)oxid und Kupfer(II)oxid in Frage.
Also mit einwertigem bzw. zweiwertigem Kupfer. Cu2O bzw. CuO.

Welches nun hauptsächlich entsteht, kann ich dir nicht sagen.[Für die Experten: bin nicht mal sicher, ob das CuO nicht verkapptes Kupfer(II)peroxid ist. Habe da so Erinnerungsfetzen. Klar könnte ich die überprüfen, aber das Thema ist ja die Vorhersagbarkeit, aus dem Gefühl heraus.]

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