Wie man chemische Gleichungen ausgleicht

Eine chemische Reaktion findet statt, wenn ein Molekül oder eine Gruppe von Molekülen in eine andere Art von Molekül oder eine andere Gruppe von Molekülen umgewandelt wird. Um diesen Prozess zu beschreiben, bedienen sich Wissenschaftler chemischer Gleichungen.

EIN chemische Gleichung ist eine symbolische Darstellung der chemischen Reaktion. Es ist unter Verwendung von Elementnamen aus dem Periodensystem geschrieben und weist auf Reaktanten und Produkte hin.

Die folgende Gleichung zeigt die chemische Gleichung für eine Verbrennungsreaktion:

Links vom Pfeil sind die Reaktionspartner für diese Reaktion, rechts die Produkte. Der Pfeil gibt die Richtung an, in der die Reaktion abläuft.

Sie können sehen, dass die Reaktion Methan und Sauerstoff benötigt, um Kohlendioxid und Wasser zu ergeben. Sie können auch sehen, dass es neben dem Sauerstoff und dem Wasser einen Koeffizienten gibt. Warum ist das?

Das Gesetz der Konversation der Masse

Da sich die Edukte und die Produkte nicht ändern, ist oft die einzige Möglichkeit, die gleiche Anzahl von number Atome auf beiden Seiten des Pfeils bedeutet das Hinzufügen von Koeffizienten zu den einzelnen Verbindungen beteiligt.

Schauen Sie sich die oben gezeigte Verbrennungsreaktion noch einmal an. Diesmal hat es keine Koeffizienten:

Auf der Reaktantenseite befinden sich ein Kohlenstoffatom, vier Wasserstoffatome und zwei Sauerstoffatome.

Auf der Produktseite befinden sich ein Kohlenstoffatom, zwei Wasserstoffatome und drei Sauerstoffatome.

Das Gesetz der Erhaltung der Masse ist gebrochen! Es gibt nicht die gleiche Anzahl von Wasserstoff- oder Sauerstoffatomen auf beiden Seiten. Die Reaktantenseite hat vier Wasserstoffatome, während die Produktseite nur zwei hat.

Dies bedeutet, dass Koeffizienten erforderlich sind, um sicherzustellen, dass auf beiden Seiten die gleiche Anzahl von Atomen vorhanden ist. In diesem Fall, indem man eine Zwei als Koeffizient zu Wasser hinzufügt, endet man mit vier Wasserstoffatomen auf jeder Seite, was genau das ist, was benötigt wird. Wasserstoff bleibt also erhalten.

Schließlich muss die Anzahl der Sauerstoffatome ausgeglichen werden. Nach Zugabe des Koeffizienten von 2 zum Wasser gibt es vier Sauerstoffatome auf der Produktseite und nur zwei auf der Reaktantenseite. Durch Addieren eines Koeffizienten von zwei zum O₂ Reaktant kann dieses Ungleichgewicht behoben werden. Damit befinden sich nun auf jeder Seite vier Sauerstoffatome.

Hier ist die ausgewogene Version der Gleichung:

Obwohl das Ausbalancieren von Gleichungen immer einige Vermutungen und einige Versuche erfordert, gibt es einige Grundregeln, die Sie befolgen können.

1. Zählen Sie die Anzahl der Atome für jedes Element auf jeder Seite.
2. Wählen Sie zunächst ein Element aus. Es ist normalerweise am besten, mit der Auswahl des Elements zu beginnen, von dem es am meisten gibt. Gleichen Sie dieses eine Element aus, indem Sie Koeffizienten hinzufügen.
3. Berechnen Sie die Gesamtzahl der Atome für jedes Element nach der Addition der Koeffizienten neu.
4. Gleichen Sie das nächste Element aus, indem Sie Koeffizienten hinzufügen.
5. Setzen Sie diesen Vorgang fort, bis alle Elemente ausgeglichen sind.
6. Behandeln Sie mehratomige Ionen als eine Einheit.
7. Wenn einige Verbindungen geladen sind, stellen Sie sicher, dass die Ladungen auch ausgeglichen sind.
8. Beenden Sie immer, indem Sie Ihre Arbeit überprüfen.

Gleichen Sie beispielsweise die Gleichung für die gesamte Photosynthesereaktion aus:

1. Zählen Sie die Anzahl der Atome jedes Elements auf jeder Seite.

2. Wählen Sie zunächst ein Element aus. Normalerweise ist es eine gute Idee, mit dem Element zu beginnen, das die meisten Atome hat. In diesem Fall sind das die 12 Wasserstoffatome auf der Produktseite. Die Reaktantenseite muss so geändert werden, dass sich auch auf dieser Seite 12 Wasserstoffatome befinden. Dazu können Sie dem Wasser einen Koeffizienten von 6 voranstellen, da Wasser zwei Wasserstoffe enthält.

3. Berechnen Sie nun die Gesamtzahl der Atome neu.

4. Als nächstes können Sie zum Carbon übergehen, da dieses eindeutig noch nicht ausbalanciert ist. Wenn man dazu einen Koeffizienten von 6 vor dem Kohlendioxid hinzufügt, erhält man 6 Kohlenstoffatome auf der Reaktantenseite.

5. Berechnen Sie nun die Anzahl der Atome auf jeder Seite neu.

6. Jetzt ist das einzige Element, das noch ausgeglichen werden muss, Sauerstoff. Das erste Produkt enthält 6 Sauerstoffatome. Dann würden 12 Atome übrigbleiben. Wenn ein Koeffizient von 6 vor dem O. hinzugefügt wird₂, das wären 12 Sauerstoffatome.

7. Um sicherzustellen, dass dies korrekt ist, berechnen Sie die Anzahl der Atome jedes Elements auf beiden Seiten neu.

Jetzt haben Sie eine ausgewogene Gleichung für die Gesamtreaktion der Photosynthese.