Wie komme ich auf die Synthese von Ammoniakgas?

Ich weiß, dass die Antwort N2 + 3H2 2NH3 lautet aber ich verstehe nicht wie es dazu kommt, wenn die Formel von Ammoniak doch eigentlich NH3 lautet. Wo kommt die vordere 2 im Ergebnis also her?

Answer 1

[DedeM]

Moin,

es gibt da in der Chemie ein Grundgesetz: »Das Gesetz zur Erhaltung der Masse«.

Dieses Gesetz besagt, dass bei chemischen Reaktionen keine Masse hinzu kommt und im Prinzip auch keine Masse verloren geht.

Oder anders gesagt: Die Summe der Massen aller Ausgangsstoffe (Edukte) ist gleich der Summe der Massen aller Endstoffe (Produkte).

Du kannst an der Wortgleichung sehen, welcher Stoff mit welchem Stoff zu welchem Stoff reagiert:

Wortgleichung:
Wasserstoff und Stickstoff reagieren reversibel zu Ammoniak.

Die Wortgleichung kannst du dann in die chemische Formelsprache übersetzen. Dann erhältst du eine vorläufige Formelgleichung:

• Wasserstoff hat das Symbol H und die Formel H₂.
• das „und” wird zu einem Plussymbol „+”.
• Stickstoff hat das Symbol N, aber die Formel N₂.
• Das ist eine reversible (umkehrbare) Gleichgewichtsreaktion, das heißt, dass es eine Hin- und eine Rückreaktion gibt. Das passende Symbol ist daher ein Gleichgewichtsreaktionspfeil „⇌”.
• Ammoniak hat die Formel „NH₃”.

Das ergibt zusammen:

Vorläufige Formelgleichung:
H₂ + N₂ ⇌ NH₃

Doch jetzt kommt das Gesetz zur Erhaltung der Masse ins Spiel. Du musst in der vorläufigen Formelgleichung dafür sorgen, dass von jedem Elementsymbol auf beiden Seiten des Reaktionspfeils jeweils die gleiche Anzahl vorhanden ist, denn nur dann kannst du sicher sein, dass die Summe der Massen aller Edukte gleich der Summe der Massen aller Produkte ist.

Links hast du 2 x H (im H₂), rechts hast du dagegen 3 x H (im NH₃). Darum brauchst du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) von 2 und 3. Das kgV von 2 und 3 ist 6. Um also auf der linken Seite auf 6 x H zu kommen, musst du den Faktor 3 vor die Formel von Wasserstoff schreiben. Und um auch auf der rechten Seite auf 6 x H zu kommen, benötigst du vor der Formel von Ammoniak den Faktor 2. Das ergibt:

3 H₂ + N₂ ⇌ 2 NH₃

Nun hast du links 6 x H (im 3 H₂) und rechts auch (im 2 NH₃).

Außerdem hast du links 2 x N (im N₂). Jetzt, nachdem du vor die Formel von Ammoniak den Faktor 2 geschrieben hast, gibt es auch auf der rechten Seite 2 x N (im 2 NH₃).

Darum bist du mit dem Ausgleichen an dieser Stelle fertig. Das ausgeglichene Reaktionsschema (die Reaktionsgleichung) lautet also

Reaktionsschema:
3 H₂ + N₂ ⇌ 2 NH₃

Die 2 vor der Formel von Ammoniak gehört demnach dahin, damit du das Gesetz zur Erhaltung der Masse gebührend berücksichtigst.

LG von der Waterkant

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[CHARLIE062]

Vielen lieben Dank !