Alu-Folie reagiert mit Fluor-Gas zu Aluminiumfluorid, wie schreibt man das?
Kann mir jemand dazu mal die Formelgleichung aufschreiben? Wenn es geht auch mit Erklärung, danke :)
Nur das Ergebnis geht auch.
1 Antwort
Moin,
Fluor gehört zu den sieben Elementen, deren kleinste Teilchen nicht atomar (also einzeln) auftreten, sondern in Form von zweiatomigen Minimolekülen. Daher lautet die Formel von elementarem Fluor "F2".
Aluminium gehört nicht zu diesen sieben Ausnahmen; seine Formel entspricht daher dem Symbol für Aluminium, also "Al".
Aluminium steht in der 3. Hauptgruppe (HG) des Periodensystems der Elemente (PSE). Aluminiumatome haben daher drei Außenelektronen (Valenzelektronen). Um auf eine Edelgaskonfiguration zu kommen, müssten Aluminiumatome entweder fünf weitere Elektronen aufnehmen (dann hätten sie die Elektronenanordnung vom Edelgas Argon) oder sie müssten ihre drei Valenzelektronen abgeben (um auf die Edelgaskonfiguration von Neon zu kommen).
Da es energetisch einfacher ist, drei Elektronen abzugeben als fünf aufzunehmen, geben Aluminiumatome bei dieser Reaktion jeweils drei Elektronen ab. Sie werden dann zu dreifach positiv geladenen Ionen, den Aluminium-Kationen (Al^3+).
Fluor steht in der 7. HG des PSE. Fluoratome haben also sieben Außenelektronen. Für sie ist es viiieeel leichter, noch ein Elektron aufzunehmen (um die Edelgaskonfiguration von Neon zu erreichen) als ihre sieben Valenzelektronen abzugeben (was zur Edelgaskonfiguration von Helium führen würde). Darum bilden Fluoratome einfach negativ geladene Fluorid-Anionen (F^–).
In der Formel des Reaktionsproduktes Aluminiumfluorid musst du nun von beiden Ionensorten (Al^3+ und F^–) das kleinste Verhältnis suchen, das nötig ist, damit in der Formel keine Ladung unkompensiert übrig bleibt. Dabei gleicht eine Minusladung die Wirkung von einer Plusladung aus und umgekehrt. Wie viele Ionen brauchst du dann von den Aluminium-Kationen und wie viele von den Fluorid-Anionen? - Genau: du brauchst ein Al^3+ und 3 F^–. Darum ist die Formel von Aluminiumfluorid "AlF3".
So! Nun hast du alles beisammen, um die Reaktionsgleichung aufzustellen. Das machst du (zum Beispiel) nach folgendem Schema:
1. Formulierung der Wortgleichung
Mit dem Aufstellen der Wortgleichung ermittelst du, welche Ausgangsstoffe (Edukte) zu welchen Endstoffen (Produkten) reagieren.
Aluminium und Fluor reagieren zu Aluminiumfluorid.
2. Übersetzung der Wortgleichung in eine vorläufige Formelgleichung
Hier kümmerst du dich noch nicht darum, wie viel du von jedem Elementsymbol du brauchst, sondern du stellst nur sicher, dass du von allen Reaktionsteilnehmern die korrekten Formeln einsetzt (siehe oben).
Al + F2 ---> AlF3
3. Ausgleichen der vorläufigen Formelgleichung zur Reaktionsgleichung
Wenn du sicher bist, dass alle Formeln sämtlicher Reaktionsteilnehmer korrekt aufgestellt wurden (und erst jetzt!!), musst du die vorläufige Formelgleichung noch ausgleichen. Das bedeutet, dass du dafür sorgen musst, dass von jedem Elementsymbol auf beiden Seiten des Reaktionspfeils gleich viele vorhanden sind.
Dabei darfst du auf gar keinen Fall die einmal als korrekt ermittelten Formeln nachträglich verändern! Wenn du die Anzahl von einem Elementsymbol auf einer Seite verändern willst, kannst du das nur mit Hilfe von Faktoren vor einer Formel machen!
Machen wir das Schritt für Schritt:
In der vorläufigen Formelgleichung hast du links 1 x das Elementsymbol für Aluminium, rechts auch. Das scheint ja gut loszugehen. Aber links hast du in der Formel von Fluor nur 2 x F, währind in der Formel von Aluminiumfluorid das Symbol "F" dreimal vorkommt. Das stimmt also nicht überein.
Das Problem darfst du jetzt nicht dadurch lösen, dass du aus dem "F2" ein "F3" machst, weil du damit die Formel von elementarem Fluor verändern würdest. DAS DARFST DU NICHT. Du kannst aber auch nicht in der Formel für Aluminiumfluorid aus der "3" einfach eine "2" machen, weil du auch dann eine einmal als korrekt ermittelte Formel verändern würdest.
Was du aber machen kannst, ist, vor die (korrekten) Formeln Faktoren zu setzen, denn damit veränderst du nicht die Formeln, sondern nur die Anzahl der Formel. Das darfst du.
Wie ermittelt man nun aber, welchen Faktor man braucht? Du könntest das durch Ausprobieren herausfinden, indem du immer so lange den Faktor auf der Seite um "1" erhöhst, auf dem zu wenig von dem fraglichen Elementsymbol vorkommt. Also hier zum Beispiel
Al + 2 F2 ---> AlF3
Nun hättest du links 4x F, rechts nach wie vor nur 3x F. Also wird jetzt auf der rechten Seite der Faktor vor der Formel um "1" erhöht:
Al + 2 F2 ---> 2 AlF3
Tja, jetzt hast du links 4x F, rechts 6x F. Also wird wieder links der Faktor um "1" erhöht. Dann kommst du zu
Al + 3 F2 ---> 2 AlF3
Wow! Jetzt hast du links 6x F und rechts auch! Aber durch die Verwendung des Faktors "2" vor der Formel von Aluminiumfluorid auf der rechten Seite hast du jetzt auch die Anzahl des "Al"-Symbols erhöht. Die Bilanz von Al stimmt jetzt nicht mehr. Zum Glück kann man das aber leicht wieder gerade rücken, indem man den Faktor auf der linken Seite um "1" erhöht:
2 Al + 3 F2 ---> 2 AlF3
Nun stimmt die ganze Bilanz: Links 2 x Al, rechts auch. Links 6 x F, rechts auch... Fertig!
Aber die Methode des Erhöhens des Faktors um "1" auf der Seite, wo zu wenige der gerade betrachteten Elementsymbole kann recht mühsam sein. Darum ist eine bessere Methode die Suche nach dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen (kgV). Das geht so (wir gehen wieder von der vorläufigen Formelgleichung aus):
Al + F2 ---> AlF3
Aluminium ist im Moment ausgeglichen, Fluor jedoch nicht. Links hast du 2 x F, rechts 3 x. Nun suchst du das kgV von "2" und "3", also die kleinste Zahl, die sowohl durch "2" als auch durch "3" glatt teilbar ist. Das ist in diesem Fall die "6". Und nun musst du dich nur noch fragen, mit welchem Faktor du auf der linken Seite von 2 x F auf 6 x F kommst!? - Eben, mit dem Faktor "3". Und welchen Faktor brauchst du rechts, um aus den 3 x F auf die 6 x F zu kommen? Genau! Der Faktor muss "2" lauten. Dann erhältst du sofort
Al + 3 F2 ---> 2 AlF3
Und jetzt ergibt eine Kontrolle wieder, dass du rechts auf einmal mehr vom "Al" hast. Darum suchst du wieder das kgV, diesmal von "1" und "2". Das ist natürlich "2". Deshalb musst du vor das "Al" links den Faktor "2" setzen, rechts brauchst du den Faktor nicht zu verändern, weil "1 x 2 AlF3" das gleiche ist wie "2 AlF3". So kommst du schnell auf die korrekte Reaktionsgleichung
2 Al + 3 F2 ---> 2 AlF3
Alles klar?
LG von der Waterkant
Ich danke dir. Du hast mich damit einen großen Schritt an Chemie herangebracht. Ich hab nun eine Methode mit der ich die Formeln erstellen kann. Notfalls habe ich sogar eine 2. :D
Nochmals, Danke!!!