Eine Reaktionsgleichung aufstellen bitte hilfe?

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3 Antworten

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Moin,

also zuerst musst du alle Formeln der beteiligten Stoffe (Edukte und Produkte) zusammenbasteln, in diesem Falle sind das:

Aluminium: Al (Metall)
Sauerstoff: O2 (Nichtmetall)
Achtung! Während die kleinsten Teilchen des Elements Aluminium Aluminiumatome sind (Al), treten die kleinsten Teilchen des Elements Sauerstoff als Minimoleküle, bestehend aus zwei miteinander verbundenen Sauerstoffatomen, auf. Deshalb musst du hier "O2" schreiben... (das gleiche gilt übrigens noch für sechs weitere Elemente, nämlich Wasserstoff, H2; Stickstoff, N2; Fluor, F2; Chlor, Cl2; Brom, Br2 und Iod, I2).
Für die Ermittlung der Formel von Aluminiumoxid solltest du vereinfacht annehmen, dass Reaktionen zwischen Metallen und Nichtmetallen zu Ionenverbindungen ("Salzen oder Oxiden") führen. Dabei geben dann im Verlauf der Reaktion die Metallatome Elektronen ab und werden zu positiv geladenen Metallkationen (wenn ein ungeladenes Atom negativ geladene Elektronen abgibt, bleibt es als positiv geladenes Kation zurück; logisch, oder?!). Um zu verstehen, wie viele Elektronen das Metallkation abgibt, musst du wissen, dass Elemente sich deshalb miteinander verbinden, um in ihren Atomhüllen eine sogenannte Edelgaskonfiguration hinzubekommen, weil diese energetisch besonders stabil, also günstig ist. Eine Edelgaskonfiguration bedeutet, dass die Elektronenverteilung in der Hülle so aussieht, wie bei Edelgasen. Aluminiumatome haben insgesamt 13 Elektronen (13. Platz im Periodensystem = 13 Protonen im Kern der Atome = 13 Elektronen in der Hülle, so lange es sich um Atome handelt). Davon befinden sich drei Elektronen im äußeren Hauptenergieniveau (= Valenzelektronen in der äußeren Schale; das ist bei Hauptgruppenelementen wie Aluminium leicht an der Hauptgruppenzahl im Periodensystem zu erkennen: 3. Hauptgruppe = 3 Außenelektronen). Wenn ein Aluminiumatom diese drei Außenelektronen nicht hätte, würde das äußere Hauptenergieniveau wegfallen, so dass das bis dahin zweitäußere zum äußeren Energieniveau würde, was dann mit Elektronen voll besetzt wäre (wie beim Edelgas Neon). Darum sind Aluminiumatome in chemischen Reaktionen "daran interessiert", die drei Valenzelektronen abzugeben. Und dann werden aus den Aluminiumatomen dreifach positiv geladene Kationen.

Al ---> Al^3+ + 3 Elektronen

Bei Sauerstoff ist es quasi genau andersherum. Sauerstoffatome sind "daran interessiert", in chemischen Reaktionen Elektronen aufzunehmen, um die begehrte Edelgaskonfiguration zu erhalten. Sauerstoff steht in der 6. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. 6. Hauptgruppe heißt 6 Valenzelektronen. Um die gleiche Elektronenverteilung in der Hülle wie das Edelgas Neon zu erreichen, fehlen Sauerstoffatomen zwei Elektronen. Darum nehmen Sauerstoffatome im Verlauf einer Reaktion gerne zwei Elektronen auf und werden dadurch zu zweifach negativ geladenen Anionen (ein ungeladenes Atom nimmt zwei negativ geladene Elektronen auf und wird dadurch zu einem zweifach negativ geladenen Ion; auch logisch, oder?!).

O + 2 Elektronen ---> O^2–

Immer wenn Ionenbindungen vorliegen, gibt man in der Formel nicht mehr an, wie viele Ionen mit wie vielen Gegenionen konkret verbunden sind, sondern man gibt das kleinste Verhältnis der Ionen zueinander an, das nötig ist, damit in der Formel keine Ladung übrig bleibt. Darum lautet die Formel von Aluminiumoxid auch nicht AlO, weil du dann 3 positive Ladungen eines Aluminiumkations (Al^3+) mit nur zwei negativen Ladungen eines Sauerstoffanions (O^2–) kombinierst, was bedeuten würde, dass eine positive Ladung nicht in seiner Wirkung aufgehoben würde. Mit anderen Worten: Zum Aufstellen der Verhältnisformel brauchst du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV), in diesem Fall von 3 und 2 (3 Plusladungen und 2 Minusladungen). Das kgV von 3 und 2 ist 6. Wie viele Aluminiumkationen brauchst du dann, um auf 6 Plusladungen zu kommen? Eben! Du brauchst zwei Aluminiumkationen. Und wie viele Sauerstoffanionen benötigst du, um auf 6 Minusladungen zu kommen? Wieder nicht schwer, du brauchst drei Sauerstoffanionen. Darum lautet die korrekte (Verhältnis-)Formel von Aluminiumoxid Al2O3.

Nachdem du also alle benötigten Formeln korrekt ermittelt hast, stellst du eine vorläufige Reaktionsgleichung auf:

Al + O2 ---> Al2O3

Nun gibt es das Gesetz der Erhaltung von Masse, das besagt, dass im Prinzip im Verlauf einer chemischen Reaktion in der Gesamtbilanz keine Masse verlorengeht oder hinzukommt. Das bedeutet für Reaktionsgleichungen, dass die Anzahl der jeweiligen Elementsymbole auf beiden Seiten der Gleichung gleich sein muss (denn die Masse von zum Beispiel den Aluminiumteilchen auf der Eduktseite muss sich prinzipiell auf der Produktseite wiederfinden).
Im Endeffekt heißt das, dass du die beiden Seiten der Reaktionsgleichung im Hinblick auf die jeweils beteiligten Elementsymbole ausgleichen musst.

Dazu rate ich dir, immer mit den Stoffen zu beginnen, die - wie hier Sauerstoff - nicht atomar, sondern molekular auftreten (O2 statt O!).

Also gut: Du hast links vom Reaktionspfeil zwei Sauerstoffatome, während auf der rechten Seite in der Verhältnisformel drei Sauerstoffteilchen enthalten sind. Zum Ausgleichen suchst du wieder das kgV. Diesmal erneut von 2 und 3. Also ist es wieder 6. Was musst du tun, damit du von zwei Sauerstoffteilchen (linke Seite) auf sechs kommst? Klar, du multiplizierst mit 3. Also:

Al + 3 O2 ---> Al2O3

Und was musst du tun, damit du auch auf der rechten Seite auf 6 Sauerstoffteilchen kommst? Eben, du multiplizierst die Formel mit dem Faktor 2:

Al + 3 O2 ---> 2 Al2O3

Hier ist zu beachten, dass du niemals (wirklich NIEMALS) einmal als richtig erkannte Formeln beim Ausgleichen verändern darfst, nur weil dir das gerade besser in den Kram passen würde. Die Verhältnisformel von Aluminiumoxid lautet nun einmal "Al2O3". Ich darf also beispielsweise nicht einfach "Al2O6" daraus machen! Die Formel von elementarem Sauerstoff lautet "O2". Daraus kann ich nicht einfach "3 O" machen, verstehst du?!

Doch weiter... Nun hast du es schon fast geschafft. Durch diese Aktion hast du erreicht, dass auf beiden Seiten des Reaktionspfeils gleich viele Sauerstoffteilchen vorhanden sind (nämlich jeweils sechs: 3 x 2 links und 2 x 3 rechts). Was nun noch fehlt, ist die ausgeglichene Bilanz beim Aluminium. Nach dem Ausgleichen der Sauerstoffbilanz hast du jetzt auf der linken Seite 1 x Aluminium stehen, während es auf der rechten Seite 4 sind (2 Al2...). Also brauchst du das kgV von 1 und 4. Das ist 4. Dementsprechend multiplizierst du die Aluminiumteilchen links mit 4, die rechts mit 1. Dann erhältst du

4 Al + 3 O2 ---> 1 x 2 Al2O3

oder einfacher

4 Al + 3 O2 ---> 2 Al2O3

Das ist die korrekte Reaktionsgleichung der Reaktion zwischen Aluminium und Sauerstoff zu Aluminiumoxid. Auf der linken Seite des Reaktionspfeils hast du 4 Aluminiumteilchen, rechts auch. Auf der linken Seite gibt es 6 Sauerstoffteilchen, rechts auch. Alles ausgeglichen, alles gut...

LG von der Waterkant.

Wow so viel mühe für sowas echt fettes danke

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4 Al + 3 O2 = 2 Al2O3

Aber wieso al2 des kapier ich net

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@Anonymus1234876

Du hast auf der linken Seite 4 Aluminium Atome, und diese gehen nicht verloren, also müssen sie auf der rechten Seite immernoch vorhanden sein. Und dort steht dann ja : 2Al² , und zwei mal zwei ergibt bekanntlich 4, also ist das gleich auf beiden Seiten.

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@Trachom

Deine Erklärung trägt nicht wirklich zum Verständnis bei, weshalb Aluminiumoxid die Formel Al2O3 hat. Du musst nämlich zuerst wissen, dass es diese Verhältnisformel hat und gleichst dann erst auf der Edukt-Seite aus.

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@theantagonist18

Deine Antwort auch nicht...  Al hat gerne die Oxidationszahl +3 und Sauerstof -2 daraus resultiert Al2O3

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@labmanKIT

Ich habe ja auch nicht auf die Frage geantwortet. Ich habe eine Antwort kommentiert. Das ist schon ein Unterschied. 

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