Verhältnisformel Chemie von Na+02?
Guten Abend,
Als Aufgabe müssen wir die Verhältnisformel Na+O2=... und die Koeffizienten ergänzen, jedoch verstehe ich nicht so ganz wie ich dann als Ergebnis auf 4Na+02=2Na2O kommen soll.
Falls mir jemand damit weiterhelfen könnte, wäre ich sehr dankbar.
Viele Grüße und eine gute Nacht,
eure Marie
3 Antworten
Zuerst schreibst Du die Reaktion: Natrium reagiert mit Sauerstoff und Natriumoxid ensteht. Die Formel von Natriumoxid ist Na2O(OZ von Na +1, Oz von O ist -2)
Na+O2 -> Na2O
Dann müssen wir ausgleichen: links und rechts soll die gleiche Anzahl von Natriumatomen und Sauerstoffatomen sein. Rechts haben wir 1 O-Atom, links aber 2 O. Deswegen ist 2 vor Na2O (Koeff. 2 bedeutet, dass es 2 Molekül von Natriumoxid gibt):
Na+O2 -> 2Na2O
Nun rechts 4 Na, links nur 1 Na, deswegen- 4 vor Na:
4Na+O2 -> 2Na2O
Überprüf noch mal O und Na: alles in Ordnung
An der Luft verbrennt Natrium mit Sauerstoff zu Natriumperoxid:
2 Na + O₂ ⟶ Na₂O₂
Wenn nur sehr wenig Sauerstoff anwesend ist (viel Natrium mit Weng Sauerstoff verbrennen lassen, oder bei Unterdruck arbeiten), dann erhält man Natriumoxid
4 Na + O₂ ⟶ 2 Na₂O
was aber nicht wirklich praktikabel ist; normalerweise stellt man Na₂O her, indem man Na₂O₂ unter Luftabschluß mit weiterem Natrium reagieren läßt:
Na₂O₂ + 2 Na ⟶ 2 Na₂O
Das alles kann man sich aber nicht nach einem Blick aufs Periodensystem aus der Nase ziehen, sondern man muß es gelernt haben.
Wenn man weiß, welches Produkt sich bilden soll, dann ist die Reaktionsgleichung leicht aufzuschreiben: Nimm Dir ein O₂-Molekül und überleg Dir einfach, wieviele Na-Atome Du braucht, damit das gewünschte Verhältnis Na:O herauskommt.
Zunächst musst Du die Ionenladungszahlen von Natrium und Sauerstoff kennen. Natrium gibt es nur in der Na(+) Form, Der Sauerstoff kommt in Na2O in der Form von O(2-) vor. Damit ein Ladungsausgleich stattfindet. Das Sauerstoffanion ist doppelt negativ geladen (2-), das Natrium-Kation einfach positiv geladen. Trifft ein einzelnes Natriumkation auf ein Sauerstoffanion, so entsteht ein partieller Ladungsausgleich. Partiell, weil die verbleibende zweite negative Ladung des Sauerstoffs weiterhin vorhanden ist. Um auch diese auszugleichen, braucht es ein zweites Kation, wie z.B. ein zweites Natrium-Kation für den vollständigen Ladungsausgleich. D.h. für ein einzelnes O(2-) braucht es 2 einzelne Na+, um Ladungsausgleich zu schaffen. Daher ist die Formel Na2O1 (Na+ 2x, O(2-) 1x). Die "1" bei O1 wird aber nicht geschrieben, da es nur um 1 Stück geht. Daher heisst es Na2O.
Wenn es schnell gehen muss, geht es auch wie folgt:
Du musst wissen, dass Natrium Na(+) Ionen bildet (d.h. eigentlich Na(1+) und Sauerstoff O(2-). Wenn Du die Formel für deren Verbindung herleiten willst, schreibst Du einfach die Ladungszahl ohne Vorzeichen unter das jeweils andere Atom. Z.B. das 2 von O(2-) wird als Index des Na geschrieben (d.h. Na2) und die 1 vom Na+ (das eigentlich Na1+ heisst), wird als Index des O geschrieben. Also Na2O1, und die einsen schreiben wir nicht hin, also Na2O.
Nun die Reaktionsgleichung für die Bildung aus den Elementen.
Zunächst muss man wissen, dass es ein paar Elemente gibt, wie Sauerstoff, die immer im Doppelpaket vorkommen (O2, F2, H2, N2, Cl2, I2, Br2).
Für die Schulchemie kann man sich merken:
Metall-Elemente in der ersten Spalte des Periodensystems haben alle die Ionenladungszahl (1+), in der zweiten Spalte (2+). Weiter gibt es eine analoge Regel für die Nichtmetalle in Spalten 17 und 16. In Spalte 17 haben alle die Ionenladungszahl (1-), in Spalte 16 (2-). Bei den übrigen Spalten ist es nicht immer eindeutig und es sind teilweise verschiedene Oxidationsstufen möglich.
Nun zurück zur Gleichung
Na + O2 = Na2O (Unfertige Gleichung)
In so einer Gleichung müssen links und rechts des Gleichheitszeichens gleiche Mengen an Atomen resultieren, damit sie ausgeglichen ist.
Wir sehen z.B. dass links der Gleichung nur ein Na vor kommt, rechts davon aber Na2 steht (also zwei davon). Beim Sauerstoff ist das ähnlich, einfach gerade den anderen Weg herum. Links haben wir O2, rechts nur O.
Das muss nun ausgeglichen werden:
4Na + O2 = 2Na2O
linksseitig ist es wohl klar. Rechtsseitig die Frage, wie man sich dies vorstellen muss. 2Na2O bedeutet, Es gibt zwei Na2O Moleküle. also ein erstes Na2O und noch weiteres Na2O Molekül. Diese sind nicht noch irgendwie miteinander verbunden oder so, sondern es sind einfach zwei separate Stücke. Aber zusammen gezählt, besitzen sie insgesamt 4 Natriumatome (=2*Na2) und 2 Sauerstoffatome (2 *1O).
Somit haben wir auf beiden Seiten der Gleichung gleich viele Atome, wenn auch sie links und rechts in unterschiedlicher "Form" vorkommen.