Kohlenstoffmonooxid?
Wie ist die reaktionsgleichung von Kohlenstoffmonooxid? also die Schritte die man in chemie lernt
2 Antworten
Moin,
du meinst das Aufstellen eines vollständigen Reaktionsschemas für die Bildung von Kohlenstoffmonoxid aus den Elementen, ja?
Wenn, dann geht das so:
1. Formulieren der Wortgleichung:
Kohlenstoff und Sauerstoff reagieren zu Kohlenstoffmonoxid.
Ich habe in einer deiner Kommentare zu anderen Antworten gesehen, dass du folgendes geschrieben hast: „Kohlenstoff + Sauerstoff = Kohlenstoffmonooxid”
Auweia! Dafür würdest du bei mir (gespielten) Ärger bekommen. Zunächst einmal heißt das „Wortgleichung”. Darin kommen Wörter (!!) vor, aber keine Symbole wie „+” oder „=”. So etwas kannst du in einer Mitschrift machen, wenn es schnell gehen soll oder nur du die Mitschrift am Ende siehst. Aber wenn du eine Wortgleichung aufstellen sollst, dann haben Symbole darin nichts zu suchen!
Aber noch schlimmer ist hier die Verwendung des Gleichheitszeichens („=”). Kohlenstoff ist unter normalen Bedingungen ein Feststoff. Sauerstoff ist dann ein Gas, das die Verbrennung unterhält, selbst aber nicht brennbar ist. Kohlenstoffmonoxid ist auch ein Gas, das aber brennbar ist.
Und nun sag selbst: ist ein Feststoff das gleiche wie ein Gas? Oder ist ein brennbares Gas das gleiche wie ein nicht-brennbares Gas, das allerdings die Verbrennung anderer fördert? Wohl kaum! Wie kannst du dann aber ein Gleichheitszeichen dazwischen setzen? Das ist totaler Blödsinn!!
Wenn du schon ein Symbol verwenden willst, dann benutze wenigstens das richtige, nämlich den guten alten Reaktionspfeil: „→”. Der bedeutet nämlich so viel wie „reagieren zu” und das ist es doch, was du ausdrücken willst.
2. Übersetzen in eine vorläufige Formelgleichung:
Wenn du eine korrekte Wortgleichung formuliert hast, übersetzt du diese in die chemische Formel- und Symbolsprache. Dazu ist es nur nötig, die korrekten Formeln und Symbole zu verwenden.
Im konkreten Fall sieht das so aus:
C + O2 → CO
Warum? - Alle Elemente haben ein eigenes Symbol. Dieses Symbol findest du im Periodensystem der Elemente (PSE). Und für Kohlenstoff findest du da das Symbol C (auf dem 6. Platz im PSE), weil das Element auf „schlau” Carboneum heißt. Bei den meisten Elementen entspricht das Symbol des Elements auch der Formel in einem Reaktionsschema. Da gibt es nur sieben bis acht Ausnahmen. Dazu kommen wir gleich.
Kohlenstoff gehört nicht zu diesen Ausnahmen, deshalb ist hier das Symbol für Kohlenstoff auch gleichzeitig die Formel, weil wir davon ausgehen, dass das kleinste Teilchen einer Portion Kohlenstoff einzelne Kohlenstoffatome sind. Darum lautet die Formel für das Element Kohlenstoff (wie das Symbol) C.
Das ist beim Sauerstoff etwas anders. Sauerstoff hat das Symbol O (von Oxigenium). Du findest Sauerstoff auf Platz 8 im PSE.
Aber in einer Portion Sauerstoff sind nicht einzelne Sauerstoffatome die kleinsten Teilchen, sondern zweiatomige Minimoleküle. Das heißt, dass die kleinsten Teilchen des Elements Sauerstoff zwei Sauerstoffatome sind, die miteinander verbunden sind. Deshalb lautet zwar das Symbol von Sauerstoff O, aber die Formel O2 (die tiefgestellte „2” hinter dem Symbol bedeutet, dass hier zwei O-Atome zusammen das Teilchen bilden).
Damit bildet Sauerstoff eine der sieben bis acht Ausnahmen, bei denen die Formel nicht dem Symbol entspricht. Die anderen Ausnahmen sind
- Wasserstoff: Symbol H, Formel H2
- Stickstoff: Symbol N, Formel N2
- Sauerstoff: Symbol O, Formel O2
- Fluor: Symbol F, Formel F2
- Chlor: Symbol Cl, Formel Cl2
- Brom: Symbol Br, Formel Br2
- Iod: Symbol I, Formel I2
Als achte Ausnahme könnte man noch Schwefel nehmen, weil die häufigste Vorkommensform von elementarem Schwefel kleine Achterringe sind. Dementsprechend benutzen einige Menschen für elementaren Schwefel die Formel S8. Andere mögen das nicht, weil das in Reaktionsschemata am Ende zu großen Faktoren vor den Formeln führt (dazu gleich noch mehr). Daher bevorzugen viele die Vereinfachung, dass die kleinsten Teilchen in einer Portion Schwefel doch einzelne Schwefelatome seien, so dass sie Symbol und Formel wieder gleichsetzen. Aber die oben genannten Ausnahmen sind auf jeden Fall zu berücksichtigen.
Die Formel für Kohlenstoffmonoxid (oder Kohlenstoffmonooxid) lautet CO. Denn Kohlenstoff ist C, mono heißt eins und Oxid ist Sauerstoff (O) in einer Verbindung. Darum CO.
Okay, so viel zu den Formeln der Reaktionsteilnehmer. Das „und” in einer Wortgleichung wird zu Plussymbol („+”) und die Formulierung „reagieren zu” wird zu einem Reaktionspfeil („→”) und NICHT ZU EINEM GLEICHHEITSZEICHEN!
Darum:
C + O2 → CO
3. Aufstellen des Reaktionsschemas (vorläufige Formelgleichung ausgleichen):
Nachdem du also die Wortgleichung in die korrekten Formeln (und Symbole) übersetzt hast, musst du nun noch dafür sorgen, dass von jedem Elementsymbol auf beiden Seiten des Reaktionspfeils jeweils die gleiche Anzahl vorkommt.
Diesen Vorgang bezeichnet man als „ausgleichen”. Das musst du machen, weil es ein chemisches Grundgesetz gibt, das »Gesetz zur Erhaltung der Masse« heißt.
Dieses Gesetz lautet: „Bei einer chemischen Reaktion sind die Summe der Massen aller Ausgangsstoffe und die Summe der Massen aller Endstoffe gleich groß.”
Das bedeutet, dass bei einer chemischen Reaktion keine Masse aus dem Nichts dazu kommt und im Prinzip auch keine Masse einfach verschwindet.
Und weil das so ist, müssen von jedem Elementsymbol auf beiden Seiten des Reaktionspfeils jeweils gleich viele vorhanden sein. Denn nur so kannst du gewährleisten, dass die Massen gleich bleiben. Jedes atomare Teilchen hat eine gewisse Masse. Nur wenn von jedem Elementsymbol auf beiden Seiten des Reaktionspfeils jeweils gleich viele vorhanden sind, können die Gesamtmasse gleich sein.
C + O2 → CO
Okay, in der vorläufigen Formelgleichung hast du links vom Reaktionspfeil momentan 1 x C (im C). Rechts hast du auch 1 x C (im CO). Das wäre also ausgeglichen.
Aber links hast du 2 x O (im O2), rechts hast du dagegen nur 1 x O (im CO). Das ist also nicht ausgeglichen. Um das auszugleichen, darfst du NICHT an den Formeln selbst herumspielen (etwa aus dem CO ein CO2 machen), weil die Veränderung der Indexzahlen zu falschen oder anderen Stoffen führen würden. Eine einmal als richtig erkannte Formel darf nachträglich nicht verändert werden.
Aber was du verändern darfst, ist die Häufigkeit der gesamten Formel. Diese Häufigkeit veränderst du, indem du einen Faktor VOR die Formel schreibst.
Den Faktor ermittelst du, indem du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) suchst.
Links hast du 2 x O, rechts zurzeit nur 1 x O. Du suchst also das kgV von 2 und 1. Das kgV von 2 und 1 ist natürlich 2. Deshalb musst du die linke Seite vor dem O mit 1 multiplizieren, während rechts vor das CO der Faktor 2 gehört. So kommst du auf beiden Seiten auf 2 x O:
C + 1 O2 → 2 CO
Dummerweise hast du aber mit dem Faktor 2 vor dem CO nicht nur die Anzahl des Os verdoppelt, sondern auch die des Cs, denn ein Faktor vor einer Formel gilt für alle Bestandteile der Formel bis zum Formelende.
Darum hast du jetzt links nach wie vor nur 1 x C, rechts dagegen 2 x C (im 2 CO).
Das musst du nun auch wieder ausgleichen. Wieder suchst du das kgV von 1 und 2. Das ist immer noch 2. Deshalb musst du vor das C links den Faktor 2 schreiben und rechts den Faktor 1 vor die 2:
2 C + 1 O2 → 1 • 2 CO
Den Faktor 1 kannst du auch weglassen, weil 1 x eine Sache immer die Sache selbst ist. Dann wird daraus:
2 C + O2 → 2 CO
Und siehe da, du bist mit dem Ausgleichen fertig: Eine letzte Probe: Links 2 x C (im 2 C), rechts auch (im 2 CO). Links 2 x O (im O2), rechts auch (im 2 CO). Alles ist ausgeglichen...
Als letzten Schritt kann man nun manchmal noch die Zustände der Reaktionsteilnehmer (zum Beispiel die Aggregatzustände) oder sonstige Besonderheiten symbolisch hinzufügen.
In unserem Fall könnte das so aussehen:
4. Sondersymbole einfügen (vervollständigen des Reaktionsschemas):
C(s) + O2(g) → CO(g)↑
Dabei bedeuten
- (s): fest (vom englischen solid = fest)
- (l): flüssig (vom englischen liquid = flüssig)
- (g): gasförmig (vom englischen gaseous = gasförmig)
- (aq): in Wasser gelöst (vom englischen aqueous = wässrig)
- ↑: steigt als Gas auf
- ↓: sinkt als Niederschlag ab (fällt als Niederschlag aus)
Aber diese Ergänzung muss man häufig nicht machen, weil man manchmal gar nicht weiß, wie die Reaktionsteilnehmer vorliegen (fest, flüssig, gasförmig oder in Lösung...). Wenn man es weiß und deine Lehrkraft das haben will, dann ergänzt du diesen vierten Schritt eben noch...
So kommst du in drei (oder vier) Schritten sicher ans Ziel.
LG von der Waterkant
2C + O2 -> 2CO
Ich hoffe, es ist das, was du meinst..
Naja, dadurch, dass Sauerstoff eine heruntergestellte 2 besitzt (das sind alle Molekül bei denen das der Fall ist: HONClBrIF) muss man eine 2 vor das Ergebnis schreiben, da Sauerstoff ja die zwei braucht. Deshalb muss man vor Kohlenstoff allerdings auch eine schreiben, weil sich die 2 vor dem Ergebnis auf den Sauerstoff und Kohlenstoff gleichzeitig bezieht.
Man kann aber auch allein am Namen sehen, warum es letztendlich zu genau diesem Ergebnis führt. Das "mon" in Kohlenstoffmonoxid heißt eins. Deshalb versteht man darunter (1) Kohlenstoffatom und ein Sauerstoffmolekül reagieren zu Kohlenstoffmonoxid. Bei Kohlenstoffdioxid heißt es dann wiederum: (1) Kohlenstoffatom und 2 Sauerstoffmoleküle reagieren zu.. (Di = 2)
Ja danke, aber könntest du auch die Schritte mit schreiben? Also wie es dazu gekommen ist
Kohlenstoff + Sauerstoff = Kohlenstoffmonooxid
Usw...