Chemische Gleichungen schreiben
Eine chemische Gleichung drückt eine chemische Reaktion aus, indem sie zeigt, wie bestimmte Reaktanten bestimmte Produkte ergeben.
Lernziele
Identifiziere die Symbole, die zur Darstellung der Aggregatzustände in einer chemischen Gleichung verwendet werden.
Key Takeaways
Key Points
- In einer chemischen Gleichung werden die Reaktanden auf der linken Seite und die Produkte auf der rechten Seite geschrieben.
- Die Koeffizienten neben den Symbolen der Einheiten geben die Anzahl der Mole einer Substanz an, die in der chemischen Reaktion erzeugt oder verwendet wird.
- Die Reaktanten und Produkte werden durch einen Pfeil getrennt, der normalerweise als „ergibt“ vorgelesen wird.“
- Chemische Gleichungen sollten Informationen über die Zustandseigenschaften von Produkten und Reaktanden enthalten, ob wässrig (in Wasser gelöst – aq), fest (s), flüssig (l) oder gasförmig (g).
Schlüsselbegriffe
- Chemische Gleichung: Eine symbolische Darstellung einer chemischen Reaktion; links stehen die Reaktanten, rechts die Produkte.
- Reaktant: Die Ausgangsstoffe einer chemischen Reaktion.
- Produkt: Die Verbindungen, die bei einer chemischen Reaktion entstehen.
Eine chemische Gleichung ist die symbolische Darstellung einer chemischen Reaktion. Auf der linken Seite stehen die Edukte (die Ausgangsstoffe), auf der rechten Seite die Produkte (die Stoffe, die bei der chemischen Reaktion entstehen). Die Koeffizienten neben den Symbolen der Einheiten geben die Anzahl der Mole einer Substanz an, die in der chemischen Reaktion erzeugt oder verwendet wird.
Notation für eine chemische Gleichung
Eine chemische Gleichung besteht aus den chemischen Formeln der Reaktanden (links) und der Produkte (rechts). Beide sind durch ein Pfeilsymbol getrennt („→“ wird meist als „ergibt“ vorgelesen). Die chemische Formel jedes einzelnen Stoffes wird durch ein Pluszeichen von den anderen getrennt. Der Aggregatzustand jeder Verbindung oder jedes Moleküls wird durch eine in Klammern gesetzte Abkürzung in tiefgestellter Form neben der jeweiligen Verbindung angegeben. Eine Verbindung im Gaszustand wird beispielsweise mit (g), fest (s), flüssig (l) und wässrig (aq) bezeichnet. Wässrig bedeutet in Wasser gelöst; es ist ein üblicher Aggregatzustand für Säuren, Basen und gelöste ionische Verbindungen.
Als Beispiel kann die Formel für die Verbrennung von Methan wie folgt geschrieben werden:
\text{CH}_{4\:(g)} + 2\text{O}_{2\:(g)} \rightarrow \text{CO}_{2\:(g)} + 2\text{H}_{2}\text{O}_{(g)}
Diese Gleichung würde lauten: „CH vier plus zwei O zwei ergibt CO zwei und zwei H zwei O.“ Bei Gleichungen, die komplexe Chemikalien beinhalten, sollten Sie die chemischen Formeln nach der IUPAC-Nomenklatur lesen, anstatt den Buchstaben und den tiefgestellten Index zu lesen. Unter Verwendung der IUPAC-Nomenklatur würde diese Gleichung lauten: „Methan plus Sauerstoff ergibt Kohlendioxid und Wasser“
Diese Gleichung zeigt, dass Sauerstoff und CH4 zu H2O und CO2 reagieren. Sie besagt auch, dass für jedes Methanmolekül zwei Sauerstoffmoleküle erforderlich sind und dass bei der Reaktion für jedes Methan und zwei Sauerstoffmoleküle zwei Wassermoleküle und ein Kohlendioxidmolekül entstehen. Aus der Gleichung geht auch hervor, dass sich alle Verbindungen im gasförmigen Zustand befinden. Die stöchiometrischen Koeffizienten (die Zahlen vor den chemischen Formeln) ergeben sich aus dem Gesetz zur Erhaltung der Masse und dem Gesetz zur Erhaltung der Ladung (weitere Informationen finden Sie im Abschnitt „Bilanzierung chemischer Gleichungen“). Bitte beachten Sie auch, dass chemische Gleichungen, wie die mathematische Eigenschaft der Addition, kommutativ sind. Reaktanten und Produkte können in beliebiger Reihenfolge geschrieben werden, sofern sie sich auf der entsprechenden Seite des Reaktionspfeils befinden.
Gebräuchliche Symbole
Symbole werden verwendet, um verschiedene Reaktionstypen zu unterscheiden. Manchmal werden verschiedene Pfeile verwendet, um etwas über die Reaktion anzuzeigen. Zum Beispiel:
Der Pfeil nach rechts zeigt an, dass die Vorwärtsreaktion bevorzugt wird, d. h. es wird mehr vom Produkt gebildet.
Der Pfeil nach links zeigt an, dass die Rückwärtsreaktion bevorzugt wird, d. h. es wird mehr vom Reaktionspartner gebildet.
linksrechts-Pfeil wird verwendet, um ein System im Gleichgewicht zu kennzeichnen.
Wenn für die Reaktion Energie benötigt wird, wird diese oft oberhalb des Pfeils angegeben. Ein großer griechischer Buchstabe delta (Δ) steht über dem Reaktionspfeil, um anzuzeigen, dass der Reaktion Energie in Form von Wärme zugeführt wird; hv wird geschrieben, wenn die Energie in Form von Licht zugeführt wird.
Bei der Herstellung eines Natronvulkans durch Mischen von Essig (verdünnte wässrige Essigsäure) und Natron (Natriumbicarbonat) kommt es zur Gasentwicklung durch folgende Reaktion:
\text{HCH}_3\text{CO}_{2(aq)} + \text{NaHCO}_{3(s)} \rightarrow \text{CH}_3\text{CO}_2\text{Na}_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} + \text{CO}_{2(g)}