Reaktionsgleichungen aufstellen und ausgleichen
In dieser Lektion lernst du, chemische Reaktionen als Gleichung aufzuschreiben und richtig auszugleichen. Du übst die drei Schritte in fester Reihenfolge und erfährst, warum die Formeln selbst dabei niemals verändert werden dürfen.
- Fach: Chemie
- Klasse 9
- Thema: Chemische Reaktionen
- Dauer: 18 Min
- Niveau: Mittel
Warum ausgeglichen werden muss
Bei einer chemischen Reaktion entstehen keine Atome und es verschwinden keine. Die Atome werden nur neu sortiert: Alte Bindungen brechen auf, neue entstehen. Deshalb muss auf beiden Seiten des Reaktionspfeils von jeder Atomsorte gleich viel stehen. Dieses Gesetz von der Erhaltung der Masse ist der ganze Grund, warum man Gleichungen ausgleicht – es geht nicht um Kosmetik, sondern um eine Bilanz, die stimmen muss.
Links vom Pfeil stehen die Ausgangsstoffe, rechts die Produkte. Der Pfeil bedeutet „reagiert zu“ und ist kein Gleichheitszeichen. Zahlen vor einer Formel heißen Koeffizienten und geben an, wie viele Teilchen dieser Sorte beteiligt sind. Zahlen innerhalb einer Formel gehören dagegen zum Stoff selbst und sagen, wie viele Atome ein einzelnes Teilchen enthält. In der Zeilenschreibweise sieht das so aus: H2O ist ein Wassermolekül aus zwei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom, 2 H2O sind zwei solche Moleküle.
Genau hier passiert der häufigste Fehler. Wenn ein Sauerstoffatom fehlt, ist die Versuchung groß, aus H2O einfach H2O2 zu machen. Das ist verboten, denn H2O2 ist Wasserstoffperoxid – ein völlig anderer Stoff, ätzend statt trinkbar. Beim Ausgleichen darfst du ausschließlich die Koeffizienten vor den Formeln ändern. Die Formeln selbst stehen fest, sie ergeben sich aus dem Stoff und nicht aus deinem Rechenwunsch.
Die drei Schritte
Halte dich immer an dieselbe Reihenfolge. Erstens: die richtigen Formeln der Ausgangsstoffe und Produkte aufschreiben, mit Pfeil dazwischen. Zweitens: für jede Atomsorte links und rechts die Atome zählen. Drittens: mit Koeffizienten vor den Formeln so lange ausgleichen, bis jede Sorte auf beiden Seiten dieselbe Anzahl hat.
Praktisch beginnst du beim Element, das in den wenigsten Formeln vorkommt, und gleichst Sauerstoff und Wasserstoff zuletzt aus. Am Ende zählst du zur Kontrolle noch einmal alles durch. Die Knallgasreaktion sieht ausgeglichen so aus:
- H
- Wasserstoffatom
- O
- Sauerstoffatom
- 2
- Koeffizient vor der Formel: Anzahl der Teilchen
Beispiel: Verbrennung von Methan
Methan (CH4) verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. Stelle die ausgeglichene Reaktionsgleichung auf.
Gegeben:
- Ausgangsstoffe: CH4 und O2
- Produkte: CO2 und H2O
Gesucht:
Die ausgeglichene ReaktionsgleichungLösung:
- Schritt 1 – Formeln aufstellen: CH4 + O2 → CO2 + H2O
- Schritt 2 – Atome zählen: links 1 C, 4 H, 2 O; rechts 1 C, 2 H, 3 O. Wasserstoff und Sauerstoff stimmen nicht.
- Schritt 3 – Wasserstoff ausgleichen: Vor H2O eine 2 setzen, dann sind es rechts 4 H. Neu: CH4 + O2 → CO2 + 2 H2O
- Schritt 3 – Sauerstoff ausgleichen: Rechts stehen jetzt 2 + 24 O. Vor O2 eine 2 setzen, dann sind es links ebenfalls 4 O.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O. Kontrolle: links 1 C, 4 H, 4 O – rechts 1 C, 4 H, 4 O.
Jetzt bist du dran
Was darfst du beim Ausgleichen einer Reaktionsgleichung verändern?
Noch nicht. Nur die Koeffizienten. Änderst du eine Zahl in der Formel, beschreibst du plötzlich einen anderen Stoff – aus H2O würde etwa H2O2.
Das Wichtigste in Kürze
- Bei einer Reaktion bleibt jede Atomsorte in ihrer Anzahl erhalten.
- Schritt 1: richtige Formeln aufstellen, Schritt 2: Atome zählen, Schritt 3: mit Koeffizienten ausgleichen.
- Eiserne Regel: Die Formeln selbst werden nie verändert, nur die Koeffizienten davor.
- Ein Koeffizient gilt für die gesamte Formel dahinter.
- Zum Schluss immer beide Seiten noch einmal durchzählen.
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Das solltest du vorher können
- Das Periodensystem lesen
- Chemische Formeln verstehenin Arbeit
Das kommt als Nächstes
- Säuren und Basen
- Oxidation und Reduktionin Arbeit