Anwendung der Symbolschreibweise 2 - Reaktionen beschreiben: Unterschied zwischen den Versionen

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(Atome zählen)
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== Einfache Reaktionsgleichungen vervollständigen ==
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Bei den letzten Übungen gab es schon einige Reaktionsgleichungen, die recht kompliziert waren oder zumindest aussahen. Du sollst nun lernen, selber Reaktionsgleichungen auszugleichen. Dabei fängt es mit leichten Übungen an und wird immer schwerer. Zum Schluss sollst du aus einem Text, der eine Reaktion beschreibt, die Reaktionsgleichung in Symbolschreibweise aufschreiben und ausgleichen.
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Anhang von zwei Beispielen wird in einem {{Video}} [http://youtube Video] gezeigt auf was zu achten ist.
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{{Kurzregel|Beim Ausgleichen von Reaktionsgleichungen darf man nur stöchiometrische Faktoren ergänzen. Es darf nicht die Formel eines Stoffes verändert werden, denn dann hat man einen anderen Stoff!}}
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::'''Beispiel:''' Zum Ausgleichen von der Reaktion ???
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:::Ohne stöchiometrischem Faktor ist die Reaktionsgleichung noch nicht ausgeglichen:
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<center><math>a</math></center>
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:::Falsch wäre es, die Formel eines Stoffes zu verändern:
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<center><math>b</math></center>
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:::Richtig ist es, wenn man nur stöchiometrische Faktoren ergänzt:
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== Links ==
 
== Links ==
 
http://sciencesoft.at/equation/?lang=de
 
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Version vom 19. Mai 2012, 06:59 Uhr


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Nachweis zur selbstständigen Erarbeitung des Themas Reaktionen mit der Symbolschreibweise beschreiben

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Inhaltsverzeichnis


Eisenbahn und Eisenoxid ... das passt ja zusammen ;-)


Warum bringt die Symbolschreibweise mehr als Worte?

Bisher haben wir die Edukte und Produkt einer chemischen Reaktion immer mit Worten beschrieben. Lästig ist daran vor allem, dass die Namen manchmal etwas lang sind. Einige von euch waren deshalb versucht, die Symbolschreibweise, die ihr das erste Mal schon vor einiger Zeit kennengelernt hattet, beim Aufschreiben von Reaktionen zu nutzen.

Allerdings ist dies nicht so einfach, denn beim Reaktionsschema wird die Reaktion nur qualtitativ betrachtet:

Wasserstoff\; + Sauerstoff\; \rightarrow \;Wasser

Es geht also nur darum, welche Stoffe an der Reaktion beteiligt sind.

Eine Reaktionsgleichung dagegen enthält sowohl qualtitative als auch quantitative Informationen:

2 \;H_2\; + \;O_2 \; \rightarrow \; 2\; H_2O

Hier wird nämlich genau angegeben wieviele Wasserstoff- und Sauerstoffteilchen da miteinander reagieren und wieviele Wassermoleküle dabei heraus kommen. Man muss dann nämlich auch dabei beachten, dass die Anzahl der Wasserstoffatome, die man in die Reaktion "hineinsteckt" auch hinten wieder "hinauskommen". Denn Atome können weder zerstört noch plötzlich erschaffen werden.

Der Vorteil ist, das man etwa hier in dem Beispiel schon vorhersagen kann, wieviel Sauerstoff ich brauche, damit ich ein Stöchiometrisches Knallgas-Gemisch habe. Ich habt ja schon mitbekommen, das die Reaktion von reinem Wasserstoff mit der Umgebungsluft sehr viel schwächer ist, als wenn man es mischt.

Begleitet wird uns dabei das Eisen ... wie im Bild oben angedeutet ... an dem wir exemplarisch Reaktionen in Symbolschreibweise notieren und später auch quantitative Berechnungen vornehmen werden. Bei den Eisenoxiden haben wir auch die Besonderheit, die wir schon von anderen Metallen kennen. Dass es nämlich verschiedene Oxide gibt, bei denen das Atomanzahlverhältnis von Eisen- zu Sauerstoff-Atomen unterschiedlich ist. Mit der Symbolschreibweise können wir das aber ganze genau angeben.

Atome zählen

Wie schon erwähnt enthalten Reaktionsgleichungen qualitative und quantitative Informationen. Wie man Verbindungen benennt bzw. wie man aufgrund des namens auf die richtige Formel kommt, hast du im letzten Abschnitt geübt. Nun geht es um das Quantitative ... bei Reaktionsgleichungen aber nicht um das Wiegen sondern um das Zählen der Atome.

Betrachten wir noch einmal die Reaktion vom Wasserstoff mit Sauerstoff:

2 \;H_2\; + \;O_2 \; \longrightarrow \; 2\; H_2O

Für das Zählen schauen wir natürlich nach den Zahlen und da gibt es zwei Typen:

Index nennt man die kleine, tiefgestellten Zahlen, die hinter einem Atom stehen und angeben, wie oft dieses Atom in einem Molekül vorkommt.
  • H_2O ... die 2 hinter dem H bedeutet, dass in diesem Teilchen 2 Wasserstoffatome und (weil hinter dem O nichts steht) ein Sauerstoffatom enthalten sind.
  • O_2 ... die 2 hinter dem O bedeutet, dass dieses Teilchen nur aus 2 Sauerstoffatome besteht.

Stöchiometrischer Faktor oder Koeffizient nennt man die großen Zahlen, die vor den Atome bzw. Teilchen stehen.

  • 2\; H_2O


Zählen wir mal, ob bei der Reaktionsgleichung zur Verbrennung von Wasserstoff auch die Anzahl der Atome stimmt:

  2 \;H_2 + O_2 \longrightarrow 2\; H_2O
Anzahl O-Atome 0   2   2 \cdot 1
Anzahl H-Atome 2 \cdot 2   0   2 \cdot 2
  • Man sieht, dass die Anzahl der Sauerstoff-Atome bei den Edukten und bei den Produkten zwei ist.
  • Und es gibt jeweils bei den Edukten und Produkten vier Wasserstoffatome.

Damit haben wir zu Beginn der Reaktion gleichviele Atome jeder Sorte, wie nach der Reaktion.

Die Anzahl der Atome jedes Elementes muss vor und nach der Reaktion gleich sein.


Ein weiteres Beispiel mit anderen Stoffen und mehr Atomen. Dabei habe ich die Anzahl der Atome für alle Produkte bzw. alle Edukte immer gleich zusammengeschrieben.

  Ethanol + Sauerstoff \;\longrightarrow\; Kohlenstoffdioxid + Wasser
  C_2H_5OH   +   3\;O_2 \;\longrightarrow\; 2\;CO_2  +  3\;H_2O
Anzahl O-Atome 1 + 3 \cdot 2   2 \cdot 2 + 3 \cdot 1
Anzahl H-Atome 5+1   3\cdot 2
Anzahl C-Atome 1 \cdot 2   2 \cdot 1
  • Sauerstoffatome jeweils 7
  • Wasserstoffatome jeweils 6
  • Kohlenstoffatome jeweils 2


Beim Überprüfen von Reaktionsgleichungen sollte man immer die Anzahl der Atome bei den Edukten und Produkte kontrollieren.

TIPP: Im oben gezeigten Beispiel könnte man noch Farben verwenden, um die Herkunft der Zahlen zu verdeutlichen. Dies solltest du zumindest in einem Beispiel mal selber machen. Die "Einsen", die ich hier in der Rechnung dazugeschrieben habe, könnte man dann auch in der Reaktionsgleichung ergänzen, auch wenn Sie als Indizes oder Stöchiometrische Faktoren nicht aufgeschrieben werden.


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe 1

In diesem Test sollst du Atome zählen. Dabei kommen sowohl Indizes als auch stöchiometrische Faktoren vor. Es gibt zwei einzelne Test, wobei du den Ersten mindestens machen musst. Der zweite ist etwas schwieriger, da teilweise kompliziertere Formeln vorkommen.


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe 2

In dieser Übung sollst du den stöchiometrischen Koeffizienten bestimmen, um auf einen bestimmte Anzahl von Atomen zu kommen. Auch hier gibt es zwei Übungen, die du aber beide bearbeiten sollst.


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe 3

Hier sollst du kontrollieren, ob die gegebene Reaktionsgleichung richtig ist. Gefragt ist, ob die Anzahl richtig ist oder welche Atomanzahl nicht richtig ist.



Wichtig ist auch, ob eine Zahl davor steht (stöchiometrischer Koeffizient) oder unten (als Index) verwendet wird:

2 Cl = 2 einzelne Chloratome
Cl2 = 1 Teilchen, das aus 2 Chloratomen zusammengesetzt ist
H2O = 1 Teilchen (Molekül), das jeweils aus 2 Wasserstoffatomen und 1 Sauerstoffatom besteht
2 HO = 2 Teilchen, die jeweils aus 1 Wasserstoffatom und 1 Sauerstoffatom bestehen
3 H2O = 3 Teilchen, die jeweils aus 2 Wasserstoffatom und 1 Sauerstoffatom bestehen; es sind also 6 H-Atom und 3 O-Atome enthalten.

Einfache Reaktionsgleichungen vervollständigen

Bei den letzten Übungen gab es schon einige Reaktionsgleichungen, die recht kompliziert waren oder zumindest aussahen. Du sollst nun lernen, selber Reaktionsgleichungen auszugleichen. Dabei fängt es mit leichten Übungen an und wird immer schwerer. Zum Schluss sollst du aus einem Text, der eine Reaktion beschreibt, die Reaktionsgleichung in Symbolschreibweise aufschreiben und ausgleichen.

Anhang von zwei Beispielen wird in einem UbuntuStudio-Icons-Video Production.svg Video gezeigt auf was zu achten ist.

Beim Ausgleichen von Reaktionsgleichungen darf man nur stöchiometrische Faktoren ergänzen. Es darf nicht die Formel eines Stoffes verändert werden, denn dann hat man einen anderen Stoff!


Beispiel: Zum Ausgleichen von der Reaktion ???
Ohne stöchiometrischem Faktor ist die Reaktionsgleichung noch nicht ausgeglichen:
a
Falsch wäre es, die Formel eines Stoffes zu verändern:
b
Richtig ist es, wenn man nur stöchiometrische Faktoren ergänzt:
c

Links

http://sciencesoft.at/equation/?lang=de