Komplizierte Reaktionsgleichung aufstellen?
Liebe Community,
bald schreibe ich mein Abitur in Chemie. Doch ich habe große Angst vorm Aufstellen von Reaktionsgleichungen! Als Beispiel-Aufgabe: "Um die beim Betrieb von Großfeuerungsanlagen entstehenden Stickoxide zu beseitigen, kann Ammoniak eingesetzt werden. Eines der Reaktionsprodukte bei dieser Umsetzung ist elementarer Stickstoff. Formulieren Sie hierzu die Reaktionsgleichung" WIEEEE? :D
Die Lösung wäre hier: 8 NH3 + 6 NO2 -> 7 N2 + 12 H2O
und
4 NH3 + 6 NO -> 5 N2 + 6 H2O
Doch wie in aller Welt soll ich auf diese Koeffizienten kommen und darauf, dass sogar 2 Reaktionsgleichungen, einmal mit NO2 und einmal mit NO, gefragt sind?
Könnte mir BITTE jemand ganz ausführlich und einfach erklären, wie man auf solch Reaktionsgleichungen kommen kann?
Ich wäre endlos dankbar!!! :)
6 Antworten
Steht doch alles in der Angabe!
Um die beim Betrieb von Großfeuerungsanlagen entstehenden Stickoxide zu beseitigen, kann Ammoniak eingesetzt werden.
Stickoxide und Ammoniak reagieren miteinander
Eines der Reaktionsprodukte bei dieser Umsetzung ist elementarer Stickstoff.
Es entsteht elementarer Stickstoff.
Also los geht's:
NO2 + NH3 → N2 + ?
Jetzt fällt einem auf, dass links Wasserstoff und Sauerstoff stehen, rechts keines von beidem. Eine allseits bekannte Verbindung aus Sauerstoff und Wasserstoff ist Wasser. Sollte hier etwas ungewöhnliches entstehen müsste in der Aufgabenstellung ein entsprechender Hinweis stehen. Tut es aber nicht, also ist Wasser einen Versuch wert:
NO2 + NH3 → N2 + H2O
Jetzt kann man stöchometrisch ausgleichen und kommt auf:
8 NH3 + 6 NO2 → 7 N2 + 12 H2O
Doch wie in aller Welt soll ich auf diese Koeffizienten kommen und darauf, dass sogar 2 Reaktionsgleichungen, einmal mit NO2 und einmal mit NO, gefragt sind?
Ganz einfach:
In der Aufgabenstellung ist die Rede von Stickoxiden. Es wurde aber nicht spezifiziert welches Stickoxid. Stickstoff kann mit Sauerstoff sowohl NO, als auch NO2 bilden. Daher wären beide Verbindungen als Ausgangsstofffe richtig, nur je nachdem welche Verbindung man wählt verändert sich eben die Reaktionsgleichung. Da vermutliche einige Schüler mit NO2 und andere mit NO die Gleichung aufstellen werden sind beide Lösungen angegeben. Erwartet wird vermutlich nur eine der beiden.
Das ist Übungssache.
NO2 + NH3 → N2 + H2O
Links 3 H, rechts 2 H, kleinstes gemeinsames Vielfaches:
NO2 + 2 NH3 → N2 + 3H2O
Damit N passt:
2 NO2 + 2 NH3 → 4 N2 + 3 H2O
Bei O wieder das kgV bilden:
6 NO2 + 2 NH3 → 4 N2 + 12 H2O
Jetzt passt der H wieder nicht mehr, also:
6 NO2 + 8 NH3 → 4 N2 + 12 H2O
Schließlich noch den Stickstoff ausgleichen:
8 NH3 + 6 NO2 → 7 N2 + 12 H2O
Es gibt keine allgemein richtigen Lösungsweg, mal sieht man sofort welche Zahlen hin müssen, mal muss man sich eben hintasten. Wenn man öfters Rkt-Gleichungen ausgleicht, dann sieht man manches vil. schneller, aber im Prinzip probiert man immer solange herum bis alles passt.
Ein guter Tipp ist es, wenn auf einer Seite ein Element in einer ungeraden Anzahl an Atomen vorkommt und auf der anderen Seite mit einer geraden Anzahl an Atomen dieses zuerst auszugleichen. Denn eine ungerade Zahl kann nur durch ein Vielfaches von 2 zu einer geraden Zahl ausgeglichen werden. Auch ist es häufig klug zunächst Elemente auszugleichen, die nicht in mehreren Produkten oder Edukten auftauchen. Reinelemente sollte man möglichst spät ausgleichen. Das sind aber nur grobe Richtlinien, in meinem Beispiel habe ich dbin ich auch nicht streng danach vorgegangen und bin trotzdem auf ein Ergebnis gekommen. Vielleicht nicht der eleganteste Weg, aber das spielt am Ende absolut keine Rolle.
Hi,
ich bin kein Chemiker und mein Wissen ist stark begrenzt in dem Beriech. Erstmal muss man wissen das es verschiedene Stickoxide gibt. Wobei No und NO2 sicherlich die häufigsten sind. Dann solltest du die Formel für Ammoniak kennen. Jetzt ist angegeben das eines der Reaktionsprodukte Stickstoff N2 ist. Jetzt hast du schonmal:
NH3 + NO2 -> N2 + ?
Übrig bleiben: 3 H Atome und 2 O Atome
Es fehlt also theoretisch noch ein H Atom um 2 H2O zu bekommen.
Jetzt kann man entweder eine Gleichung aufstellen oder rumprobieren bis man alle Atome untergebracht hat. Wie das genau funktioniert weiß ich aber nicht mehr.
Gruß
Wie das genau funktioniert weiß ich aber nicht mehr.
Genau das ist ja auch mein Problem :D Aber danke für den Rest
Mh naja Schritt 1 ist, dass du weißt, was Edukte und Produkte sind. Wenn in der Angabe steht, dass Ammoniak und Stickoxide reagieren und elementarer Stickstoff rauskommen soll, muss Wasserstoff und Sauerstoff ebenfalls irgendwo hin, das kann ja nicht verschwinden, bei den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff kommt bei so "einfachen" (nicht böse gemeint!!) Reaktionsgleichungen Wasser raus. Gut, Schritt 1 ist getan, schau, ob überall die gleichen Elemente bei Edukt und Produkt stehen (es kann ja nicht auf einmal Silizium statt Stickstoff am Ende rauskommen ;-) ) Schritt 2 ist dann einfach nur noch die Reaktion ausgleichen Ich hoffe das ist verständlich und hilfreich :-)
Danke :) Aber wie soll ich die Reaktion ausgleichen? Gut. Mit H2O ausgleichen.. Aber die Zahlen, die vor den Molekülen stehen!!! Das ist immer das schwierigste finde ich! Wie komme ich auf diese Zahlen?
Gesetz von der Erhaltung der Masse natürlich. Das ist eine GLEICHUNG, was bedeutet: auf der rechten Seite müssen die GLEICHEN Atome stehen wie auf der linken.
Sie sind nur anders zusammengesetzt nach der Reaktion, aber es verschwinden keine und es entstehen auch nicht spontan zusätzliche.
Dir ist schon klar, dass man die zahlen VOR den Molekülen und die kleinen Zahlen unten an den jeweiligen Atomen der jeweiligen Moleküle multiplizieren kann, um auf die Gesamtzahl zu kommen?
Im Beispiel der ersten Gleichung: 8x1N + 6x1N = 14 N-Atome links 8x3 H-Atome = 24 H-Atome links 6x2 O-Atome = 12 O-Atome links
Die müssen dann alle rechts wieder auftauchen, aber keine zusätzlichen.
Das ist zum anschließenden Kontrollieren hilfreich. Beim Aufstellen der Gleichung kannst du im einfachsten Fall ähnlich wie bei der Bruchrechnung vorgehen, kleinster gemeinsamer Teiler. Hinterher halt beide Seiten runterkürzen, bis man bei möglichst kleinen ganzen Zahlen ist.
Aus dem Text entnimmt man: NH3 + NO2 -> N2 + ?
Auf H2O kann man eben auch noch kommen, ja.
Aber du stellst es so dar, als könne ich nicht rechnen. Wenn mir die stöchiometrischen Zahlen in der Lösung dann bekannt sind, kann ichs ja auch nachvollziehen!!!
Doch wie komme ich auf sie?!
Wie komme ich von NH3 + NO2 -> N2 + H2O auf 8 NH3 + 6 NO2 -> 7 N2 + 12 H2O ?
Über so ein Frage Portal ist es etwas schwierig, so etwas zu erklären, wir haben es versucht so gut es geht, es schriftlich verständlich zu erklären. Wenn du noch Probleme hast mit dem Ausgleichen, wieso fragst du nicht deine Chemie Lehrerin? Persönlich sollte sie dir das besser erklären können, als wir hier schriftlich LG
Du schreibst dir einfach die Gleichung ohne die Koeffizienten vor der Zahl auf und dann musst du ausgleichen. Hast du das schon mal gemacht? Du musst gucken dass sich auf jeder Seite deiner Gleichung die gleiche Anzahl Atome befindet. Also bei der ersten hast du ja auf jeder Seite 14 mal N, 3 mal H und 12 mal O.
Und Stickoxide das musst du einfach auswendig lernen. Das kann NO2 sein aber auch NO oder N4O,...
Weil hätte man gewollt, dass du nur NO2 nimmst, hätte man geschrieben : "entstehenden Stickstoffdioxide zu beseitigen" und nicht einfach nur Stickoxide.
Google doch einfach mal Stickoxide, dann siehst du was darunter gemeint ist.
Diese Zahlen sind davor ja nicht bekannt. Also z.B. 12 mal H2O.. Wie komm ich auf die 12? und auf die restlichen Zahlen?
Du weißt ja, dass du NH3 + NO2 -> N2 + H2O hast. Also auf der linken Seite : N zwei mal, H drei Mal und O zweimal. Auf der rechten Seite N zweimal, H 2 mal und O einmal. Damit du auf jeder Seite aber die gleiche Anzahl hast brauchst du die Koeffizienten.
Die Zahl die vor dem Molekül steht verteilst du auf beide Elemente also bei 8NH3 hättest du dann 8 mal N und 24 mal H und dann musst du die Koeffizienten alle so anpassen das du ein Gleichgewicht hast ;) Bei manchen Rechnungen dauert es länger bei manchen geht es schneller .. bin mir nicht sicher ob du es so verstehst, weil ich hab das Gefühl du hast noch nie eine Gleichung ausgegleicht ;)
Du weißt ja, dass du NH3 + NO2 -> N2 + H2O hast. Also auf der linken Seite : N zwei mal, H drei Mal und O zweimal. Auf der rechten Seite N zweimal, H 2 mal und O einmal.
Bis hier ists ja klar :D Und ich weiß, dass es dieses Gesetz der Erhaltung der Masse gibt.. Also dass die Anzahl an Atomen rechts und links gleich sein muss.
Und ja. Solche Gleichungen auszugleichen war von Anfang an mein Problem! :D
Also mal angenommen ich habe dieses NH3 + NO2 -> N2 + H2O.. Doch wie kann ich möglichst schnell auf die 8 vor NH3 kommen? Ich kann doch nicht von 0 bis (in diesem Fall) 8 einsetzen und immer mal gucken, obs dann passt. Dauert ja vieeel zu lang!
Also wenn ich so eine Übung mache dann schreib ich mir die Gleichung oben auf also in dem Fall
NH3+ NO2 -> N2 + H2O. ( und dann schreib ich darunter wieviel man von jedem hat)
N:2 N:2
H: 3 H:2
O:2 O:1
jetzt kannst du besser sehen wo dir etwas fehlt und dann fängst du an da wo sie nicht gleich sind zu multiplizieren bis alle gleich sind . Bei deinem Beispiel muss ich zugeben kann es etwas länger dauern aber es gibt auch viele andere wo es einfacher ist ..
Es ist bei solchen Aufgaben immer vernünftig zuerst die Stoffe herauszuschreiben, die Gebraucht sind. In der Aufgabenstellung stehen: Stickstoffoxide, Ammoniak, Stickstoff. Als nächstes beachtest du welches die Anfangsstoffe und welches die Endprodukte sind, was auch wieder aus der Aufgabe herausgelesen werden kann. Da in diesem speziellen Beispiel nicht genau deklariert wird, welches Stickstoffoxid gemeint ist, brauchst zu zwei Formeln, eine mit NO und die zweite mit NO2. Nun hast du alle Infos die du brauchst. Du schreibst die Stoffe in die Summenformel und findest durch betrachten der involvierten Elemente wie viele Moleküle du von welchem Stoff brauchst und was du noch ergänzen musst (im Bsp. H2O). Schon ist die Aufgabe erledigt.
NH3 + NO2 -> N2 + H2O ist nachzuvollziehen.
Doch wie kann ich auf die stöchiometrischen Zahlen schließen? Ich kann doch nicht jede Zahl mal einsetzen, gucken obs dann links und rechts passt.. Gibts da keinen Trick oder ähnliches?
NH₃ + NO₂ ⟶ N₂ + H₂O
Laß den Sticki aus der Überlegung raus. Was einfach passiert: Der Wasserstoff vom NH₃ und der Sauerstoff vom NO₂ geben Wasser.
Die zwei O-Atome von NO₂ ergeben zwei H₂O-Moleküle; dafür würden wir vier H brauchen. Wir haben aber drei im Ammoniak. Also einigen sich die beiden auf kleinste gemeinsame Vielfache, das ist zwölf. Wir brauchen also 4 NH₃ und 3 NO₂, dann stimmt das Verhältnis.
4 NH₃ + 3 NO₃ ⟶ 6 H₂O + 3½ N₂
Damit eine ganzzahlige Menge von Sticki-Molekülen rauskommt, multipliziert man gerne nochmals mit Zwei.
Hättste ruhig gleich 8 NH3 + 6NO3 angeben können. Deine Gleichung ist dennoch ausgesprochen plausibel, die sollte sich der minticious daher "reinziehen".
Super! Danke!
Könntest du mir auch auch den stöchiometrischen Ausgleich erklären? Den Schritt finde ich nämlich am schwersten!