Reaktionsgleichungen Chemie?
Hi, ich gehe in die 9. Klasse und brauche hier Hilfe. Ich möchte Aufgaben zu reaktionsgleichungen lösen. Ich habe mir ein Video angeschaut und gesehen dass mA erst die Wertigkeit herausfinden muss. Was mich nun aber wundert: Wenn ich bei einer Gleichung ein Element sie Eisen habe, das ja keine Wertigkeit nummer hat, was mache ich dann?
Km Video bekamen nicht ale Elemente eine Nummer. Hier die Übungen. Wie mache ich das, wenn ich nichtmal die Wertigkeit finde, was der erste Schritt ist?? Danke, klärt mich bitte auf, vlt verstehe ich ja das Thema noch nicht mal.
1 Antwort
Moin,
die Lösungen sind...
1. 4 Cu + O2 → 2 Cu2O
2. 2 Ag + Cl2 → 2 AgCl
3. 2 Al + 3 S → Al2S3
4. 2 C + O2 → 2 CO
5. 2 Li + Br2 → 2 LiBr
6. 4 B + 3 O2 → 2 B2O3
7. 2 Al + 3 F2 → 2 AlF3
8. 2 Cs + S → Cs2S
9. C + O2 → CO2
10. 3 Sr + N2 → Sr3N2
11. 2 Rb + F2 → 2 RbF
12. 2 Al + 3 I2 → 2 AlI3
13. 2 Na + S → Na2S
14. 2 Na + Cl2 → 2 NaCl
15. [4 Mn + O2 → 2 Mn2O]*
16. Ti + 2 Cl2 → TiCl4
17. Sn + 2 Br2 → SnBr4
18. S + 3 Cl2 → SCl6
19. 4 P + 5 O2 → P4O10
20. 4 As + 5 O2 → 2 As2O5
21. 4 Ga + 3 O2 → 2 Ga2O3
22. Pb + 2 Cl2 → PbCl4
23. 2 Hg + I2 → 2 HgI
24. 2 Au + 3 Cl2 → 2 AuCl3
* Es gibt vom Mangan zwar die Oxidationsstufe +I (Mn+), aber in Verbindung mit Sauerstoff ist mir das nicht bekannt. Dort kenne ich nur Mangan(II)-oxid (MnO), Mangan(III)-oxid (Mn2O3), Mangan(II,III)-oxid (Mn3O4), Mangan(IV)-oxid (MnO2) und Mangan(VII)-oxid (Mn2O7). Deshalb habe ich die formal stimmige, mir aber unbekannte Reaktionsgleichung hier in eckige Klammern gesetzt...
Für eine ausführliche Erklärung bin ich im Moment zu müde... Die liefere ich morgen nach.
Jetzt erst einmal gute Nacht.
LG von der Waterkant
Ich noch einmal (diesmal ausgeschlafen)...
Wertigkeit ist so ein Konzept, das ich nicht (mehr) verwenden würde, aber na gut.
Wenn du es mit einem Hauptgruppenelement zu tun hast, dann schaust du auf die Hauptgruppen-Nummer im Periodensystem der Elemente (PSE). Dann weißt du, wie viele Außenelektronen (Valenzelektronen) die Atome des entsprechenden Elements haben. Alle Atome von Elementen aus der 1. Hauptgruppe (H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) haben 1 Außenelektron (1 Valenzelektron). Alle Atome von Elementen aus der 2. Hauptgruppe (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) haben 2 Außenelektronen usw.
Alle Atome von Edelgasen (8. Hauptgruppe) haben eine mit Elektronen voll gefüllte Außenschale; das sind fast immer 8 Elektronen (nur Helium hat bereits mit 2 Außenelektronen eine voll besetzte Außenschale).
Soweit, so klar, hoffe ich.
Nun sind Edelgasatome seeehr reaktionsträge. Unter normalen Bedingungen gehen sie mit keinem anderen Atom eine stabile Verbindung ein. Die Edelgasverbindungen, die es gibt, existieren nur mit äußerst reaktiven Elementen wie Sauerstoff, Fluor oder Chlor und dann auch nur unter extremen Bedingungen.
Wir können also näherungsweise behaupten, dass Atome von Edelgasen keine Verbindungen eingehen. Das liegt daran, dass ihr Zustand offenbar sehr stabil ist. Jede Veränderung in der Elektronenhülle bedeutet einen Nachteil für das Edelgasatom.
Tja, und genau das ist der „Motor” für die Reaktionen der Atome von anderen Elementen. Sie streben durch chemische Reaktionen in ihren Hüllen einen Zustand an, wie ihn Edelgasatome von Natur aus haben. Sie streben also eine Edelgas-Elektronenkonfiguration an (Edelgas-Regel).
Nimm als Beispiel die 3. Reaktion: Aluminium und Schwefel reagieren zu Aluminiumsulfid.
Aluminiumatome haben drei Außenelektronen, denn Aluminium steht im PSE in der 3. Hauptgruppe. Ein Aluminiumatom hat insgesamt 13 Elektronen in seiner Hülle (denn es steht auf Platz 13 im PSE, was bedeutet, dass es 13 Protonen im Kern hat und somit - als ungeladenes Atom - auch 13 Elektronen haben muss).
Wenn du dir jetzt überlegst, wie sich ein Aluminiumatom in einer chemischen Reaktion verhalten wird, dann schaust du dir an, welches das nächstgelegene Edelgas zur Aluminiumposition im PSE ist. Da gibt es zwei Kandidaten, nämlich Neon (mit 10 Elektronen in seiner Atomhülle) und Argon (mit 18 Elektronen in seiner Atomhülle). Für eine Neon-Konstellation haben Aluminiumatome drei Elektronen zu viel, für die Argon-Konstellation fünf Elektronen zu wenig.
Nun geht die Abgabe von Elektronen etwa mit dem gleichen Energiebedarf einher wie die Aufnahme derselben. Deshalb ist es logisch, dass es ein Aluminiumatom weniger Energie kostet, seine drei Außenelektronen in einer chemischen Reaktion abzugeben als fünf Elektronen aufzunehmen, verstehst du?
Aluminiumatome werden also versuchen, in chemischen Reaktionen drei Elektronen abzugeben. Wenn sie das tun, dann werden sie dabei aber dreifach positiv geladen, denn die Abgabe von drei Elektronen bedeutet ja immerhin, dass drei negative Ladungsträger (Minusladungen) das bis dahin ungeladene Atom verlassen. Dann hat das neue Aluminiumteilchen zwar immer noch 13 Protonen (Plusladungen) im Kern, aber nur noch 10 Elektronen (Minusladungen) in der Hülle: 13+ + 10– = 3+. Die Aluminiumatome werden also zu dreifach positiv geladenen Aluminium-Ionen (Aluminiumkationen). Dafür haben Aluminiumkationen aber dann eine Edelgaskonfiguration in ihrer Hülle, die besonders stabil ist.
Etwas ähnliches passiert bei den Schwefelatomen. Sie haben 6 Außenelektronen und 16 Elektronen insgesamt in ihren Hüllen (6. Hauptgruppe und Platz 16 im PSE). Wieder schaust du nach den nächstgelegenen Edelgasen im PSE zu Schwefel. Wieder sind das Neon (mit 10 Elektronen) oder Argon (mit 18 Elektronen). Diesmal liegt Argon näher, weil ein Schwefelatom nur zwei Elektronen aufnehmen müsste, um eine Edelgaskonfiguration von Argon zu erreichen, während es sechs Elektronen abgeben müsste, um auf die Edelgaskonfiguration von Neonatomen zu kommen.
Darum nehmen Schwefelatome in chemischen Reaktionen gerne zwei Elektronen auf und werden dadurch zu Sulfid-Ionen (Sulfidanionen): 16+ + 18– = 2–.
Du hast nun also Al3+-Ionen und S2–-Ionen, die du so kombinieren musst, dass keine Ladung unausgeglichen übrig bleibt. Du brauchst also für Aluminiumsulfid 2 x Al3+ und 3 x S2–, denn 2 x 3+ + 3 x 2– = 0. Deshalb lautet die Formel von Aluminiumsulfid Al2S3.
Dann hast du folgenden Ansatz:
Al + S → Al2S3
Und darin musst du jetzt nur noch dafür sorgen, dass auf beiden Seiten des Reaktionspfeils von allen Elementsymbolen jeweils die gleiche Anzahl vorhanden ist. Das führt dich zu
2 Al + 3 S → Al2S3
Fertig!
Bei Nebengruppenelementen ist das leider nicht immer so einfach. Das liegt daran, dass ihre Atome einen komplizierteren Feinbau in ihren Hüllen haben, so dass es nicht ganz so einfach ist zu bestimmen, wann sie eine (annähernde) Edelgaskonfiguration erreichen.
So treten die von dir angesprochenen Eisenatome zum Beispiel bevorzugt als zweifach positiv geladene Eisen-Ionen (Fe2+) oder als dreifach positiv geladene Eisen-Ionen (Fe3+) auf. Du würdest vielleicht sagen, sie seien 2-wertig ODER 3-wertig.
Deshalb muss man oft mitgeteilt bekommen, welches Ion gemeint ist. Aber in deiner Aufgabe werden dir die Ionenladungen der Nebengruppenelemente ja genannt (Cu+, Ag+, Mn+(?), Ti4+, Hg+ und Au3+). Zinn (Sn) und Blei (Pb) sind zwar wieder Hauptgruppenelemente, aber sie haben schon so große Atome, dass auch hier verschiedene Ionen vorkommen (Sn2+ oder Sn4+ bzw. Pb2+ oder Pb4+). Darum wurden dir auch hier die Ionen vorgegeben, die gemeint sind (nämlich Sn4+ bzw. Pb4+).
So! Jetzt hast du eigentlich alles beisammen, um auf die oben bereits gezeigten Lösungen zu kommen.
Alles klar?
Nochmals ein lieber Gruß von der Waterkant
Ich noch einmal...
Wertigkeit ist so ein Konzept, das ich nicht (mehr) verwenden würde, aber na gut.
Wenn du es mit einem Hauptgruppenelement zu tun hast, dann schaust du auf die Hauptgruppen-Nummer im Periodensystem der Elemente (PSE). Dann weißt du, wie viele Außenelektronen (Valenzelektronen) die Atome des entsprechenden Elements haben. Alle Atome von Elementen aus der 1. Hauptgruppe (H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) haben 1 Außenelektron (1 Valenzelektron). Alle Atome von Elementen aus der 2. Hauptgruppe (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) haben 2 Außenelektronen usw.
Alle Atome von Edelgasen (8. Hauptgruppe) haben eine mit Elektronen voll gefüllte Außenschale; das sind fast immer 8 Elektronen (nur Helium hat bereits mit 2 Außenelektronen eine voll besetzte Außenschale).
Soweit, so klar, hoffe ich.
Nun sind Edelgasatome seeehr reaktionsträge. Unter normalen Bedingungen gehen sie mit keinem anderen Atom eine stabile Verbindung ein. Die Edelgasverbindungen, die es gibt, existieren nur mit äußerst reaktiven Elementen wie Sauerstoff, Fluor oder Chlor und dann auch nur unter extremen Bedingungen.
Wir können also näherungsweise behaupten, dass Atome von Edelgasen keine Verbindungen eingehen. Das liegt daran, dass ihr Zustand offenbar sehr stabil ist. Jede Veränderung in der Elektronenhülle bedeutet einen Nachteil für das Edelgasatom.
Tja, und genau das ist der „Motor” für die Reaktionen der Atome von anderen Elementen. Sie streben durch chemische Reaktionen in ihren Hüllen einen Zustand an, wie ihn Edelgasatome von Natur aus haben. Sie streben also eine Edelgas-Elektronenkonfiguration an (Edelgas-Regel).
Nimm als Beispiel die 3. Reaktion: Aluminium und Schwefel reagieren zu Aluminiumsulfid.
Aluminiumatome haben drei Außenelektronen, denn Aluminium steht im PSE in der 3. Hauptgruppe. Ein Aluminiumatom hat insgesamt 13 Elektronen in seiner Hülle (denn es steht auf Platz 13 im PSE, was bedeutet, dass es 13 Protonen im Kern hat und somit - als ungeladenes Atom - auch 13 Elektronen haben muss).
Wenn du dir jetzt überlegst, wie sich ein Aluminiumatom in einer chemischen Reaktion verhalten wird, dann schaust du dir an, welches das nächstgelegene Edelgas zur Aluminiumposition im PSE ist. Da gibt es zwei Kandidaten, nämlich Neon (mit 10 Elektronen in seiner Atomhülle) und Argon (mit 18 Elektronen in seiner Atomhülle). Für eine Neon-Konstellation haben Aluminiumatome drei Elektronen zu viel, für die Argon-Konstellation fünf Elektronen zu wenig.
Nun geht die Abgabe von Elektronen etwa mit dem gleichen Energiebedarf einher wie die Aufnahme derselben. Deshalb ist es logisch, dass es ein Aluminiumatom weniger Energie kostet, seine drei Außenelektronen in einer chemischen Reaktion abzugeben als fünf Elektronen aufzunehmen, verstehst du?
Aluminiumatome werden also versuchen, in chemischen Reaktionen drei Elektronen abzugeben. Wenn sie das tun, dann werden sie dabei aber dreifach positiv geladen, denn die Abgabe von drei Elektronen bedeutet ja immerhin, dass drei negative Ladungsträger (Minusladungen) das bis dahin ungeladene Atom verlassen. Dann hat das neue Aluminiumteilchen zwar immer noch 13 Protonen (Plusladungen) im Kern, aber nur noch 10 Elektronen (Minusladungen) in der Hülle: 13+ + 10– = 3+. Die Aluminiumatome werden also zu dreifach positiv geladenen Aluminium-Ionen (Aluminiumkationen). Dafür haben Aluminiumkationen aber dann eine Edelgaskonfiguration in ihrer Hülle, die besonders stabil ist.
Etwas ähnliches passiert bei den Schwefelatomen. Sie haben 6 Außenelektronen und 16 Elektronen insgesamt in ihren Hüllen (6. Hauptgruppe und Platz 16 im PSE). Wieder schaust du nach den nächstgelegenen Edelgasen im PSE zu Schwefel. Wieder sind das Neon (mit 10 Elektronen) oder Argon (mit 18 Elektronen). Diesmal liegt Argon näher, weil ein Schwefelatom nur zwei Elektronen aufnehmen müsste, um eine Edelgaskonfiguration von Argon zu erreichen, während es sechs Elektronen abgeben müsste, um auf die Edelgaskonfiguration von Neonatomen zu kommen.
Darum nehmen Schwefelatome in chemischen Reaktionen gerne zwei Elektronen auf und werden dadurch zu Sulfid-Ionen (Sulfidanionen): 16+ + 18– = 2–.
Du hast nun also Al3+-Ionen und S2–-Ionen, die du so kombinieren musst, dass keine Ladung unausgeglichen übrig bleibt. Du brauchst also für Aluminiumsulfid 2 x Al3+ und 3 x S2–, denn 2 x 3+ + 3 x 2– = 0. Deshalb lautet die Formel von Aluminiumsulfid Al2S3.
Dann hast du folgenden Ansatz:
Al + S → Al2S3
Und darin musst du jetzt nur noch dafür sorgen, dass auf beiden Seiten des Reaktionspfeils von allen Elementsymbolen jeweils die gleiche Anzahl vorhanden ist. Das führt dich zu
2 Al + 3 S → Al2S3
Fertig!