(H2+O2=H2O)Wieso wird da kein H2O2 als Ergebnis hingeschrieben?

6 Antworten

Wie viele andere Atome du an ein bestimmtes Atom anhängen kannst, siehst du im Periodensystem. Die Elemente der ersten Spalte (H, Li, Na, K, ...) haben zwei Stellen, an die ein anderes Atom anhängen kann. Die Elemente der zweiten Spalte (Be, Mg, Ca, ...) haben zwei Anhängestellen, dann kommen einige Spalten mit seltsamen Elementen, die sich anders verhalten. Dann kommt eine Spalte mit B, Al, Ga, ...). Diese haben drei Anhängestellen. Dann folgt die Spalte mit C, Si, Ge, ... Diese haben vier Anhängestellen, eignen sich daher speziell gut, um komplizierte Moleküle zu bauen. Danach nehmen die Anhängestellen wieder ab: Die Elemente N, P, As, ... haben nur drei Anhängestellen. O, S, Se, ... haben zwei. F, Cl, Br, I, ... haben eine. In der letzten Spalte kommen die Edelgase, die sich überhaupt nicht binden können: He, Ne, Ar, ...

Bevorzugt hängen Atome auf der linken Seite des Periodensystems mit solchen auf der rechten Seite zusammen. Daher kann ein O-Atom zwei H anhängen oder ein anderes O. Ein C Atom kann mit zwei Doppelbindungen zwei O anhängen oder mit Einfachbindungen vier H.

Das liegt daran, dass Wasser das Verbrennungsprodukt von Wasserstoff und Sauerstoff ist. Wasser ist energetisch gesehen "schwächer" als seine Ausgangsprodukte. Du mußt Wasserstoff und Sauerstoff nicht viel Energie zuführen, um es zur Reaktion zu bringen. Um Wasserstoffperoxid herzustellen sit unheimlich viel Energie nötig, weil es energetisch viel "stärker" ist als Wasser. Bei Wasserstoffperoxid existiert eine Sauerstoff-Sauerstoffverbindung, die es von Natur aus gannicht geben dürfte. Um so etwas aufzubauen, muß man sehr viel Energie aufwenden. Soviel dazu, fürs erste. Die Leo

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung

H2 + O2 -> H2O2

wäre die Bruttogleichung für die Synthese von Wasserstoffperoxid H2O2 aus O2 und H2. H2O2 sieht ähnlich wie H2O aus, ist aber ein anderes Molekül.

2H2 + O2 -> 2H2O

meint hingegen die Reaktion von O2 und H2 zu Wasser H2O.

Also ja die erste Reaktionsgleichung wäre theoretisch richtig, würde aber eine völlig andere Reaktion meinen.

So einfach lässt sich H2O2 aus Sauerstoff und Wasserstoff auch nicht herstellen. Dazu bedarf es noch an Katalysatoren und speziellen Reaktionsbedingungen. Zudem ist H2O2 relativ instabil und zerfällt mit der Zeit zu Sauerstoff und Wasser.

H₂ + O₂ ⟶ H₂O₂

Erste Frage: Ist diese Reaktionsgleichung richtig? Die Antwort ist ein festes Ja, weil alle angegebenen Stoffe wirklich existieren und die Atomsorten richtig bilanziert sind. Also beschreibt die Gleichung einen Prozeß, der potentiell möglich ist.

Potentiell möglich ist vieles, und ich kann Dir jede Menge Reaktionsgleichungen auf­schreiben, die zwar formal richtig sind, die aber niemals in der Natur beobachtet wer­den können (Beispiel: 2 KF + Xe ⟶ XeF₂ + 2 K). Das liegt im wesentlichen irgendwie an Energien und ähnlichen Größen, die irgend­welche Bedingungen erfüllen müssen, damit die beschriebene Reaktion wirklich ablaufen kann. Daher kommt die …

Zweite Frage: Läuft diese Reaktion wirklich ab? Die Antwort darauf ist ein festes Jain, denn die Reaktion läuft wirklich ab und liefert sogar Energie (ΔH=−188 kJ/mol), aber genau das ist das Problem: Durch die Reaktionsenergie heizt sich das ge­bil­de­te H₂O₂ auf und zer­fällt wieder zu H₂O und O₂ (letzterer reagiert dann mit neu­em H₂). Bei der Ver­bren­nung von Wasserstoffgas entsteht also neben H₂O auch eine klei­ne­re Men­ge H₂O₂, wird aber unter den harschen Reaktionsbedingungen gleich wie­der zersetzt. Man sagt auch: Bei der Verbrennung von H₂ entsteht H₂O₂ nicht als Pro­dukt, son­dern als Inter­mediat (und nur in sehr kleiner Menge, der meiste Wasser­stoff ver­brennt di­rekt zu H₂O ohne den Umweg über H₂O₂).

Oft kann man Intermediate „abfangen“, und das gelingt hier sehr einfach: Man muß nur eine Wasserstoffflamme abkühlen, indem man sie gegen einen Eiswürfel leitet. Einige H₂O₂-Moleküle leben lange genug, daß sie gegen das Eis prallen, und dessen Kälte schützt sie vor dem Zerfall. Im Schmelzwasser lassen sich daher Spuren von H₂O₂ nach­wei­sen, am einfachsten als CrO₅.

Du siehst: Irgendwie ist die Reaktionsgleichung zwar richtig und möglich, aber be­son­ders praxisrelevant ist sie nicht. Möglicherweise weiß ein Schullehrer auch gar nicht all das, was ich Dir hier erzählt habe, und hält sie einfach nur für falsch.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Die Gleichung müsste so lauten:

2 H² + O² = 2 H²O

Sauerstoff hat 2 freie Plätze in der äußersten Schale, daher braucht man 2 Wasserstoff-Atome um diese Plätze zu belegen.*

Hättest du H²O² wären ja immer noch 2 Plätze frei.

*Nachtrag: Weil Wasserstoff-Atome ein Valenzelektron haben.

Und trotzdem gibt es H2O2. Die Reaktionsgleichung ist richtig, aber stimmt vermutlich einfach nicht mit dem aktuellen Kontext des Fragestellers überein.

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