Hallo,
diese Frage richtet sich wohl an die Chemiker von euch - wobei es eigentlich Grundlage sein sollte. Nun, ich zweifle gerade an meinen Fähigkeiten, korrekte Reaktionsgleichungen aufzustellen. Um euch das Ganze zu veranschaulichen, fange ich einfach mal an:
Aufgabe: Stickstoff und Wasserstoff reagieren gemeinsam zu Ammoniak. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
Stickstoff + Wasserstoff → Ammoniak
N + H → N?H?
Schritt 1: Edukte links, Produkte rechts
Schritt 2: Wertigkeit bestimmen. Dort liegt zum größten Teil mein Problem. Uns wurde so erklärt, dass Hauptgruppe 1 eine Wertigkeit von 1 hat, HG 2 von 2,... und es sich ab der 5. Hauptgruppe wieder zurückbewegt. Heißt: 5. HG = 3, 6. HG = 2,...
So, Stickstoff gehört zur 5. Hauptgruppe und müsste doch somit die Wertigkeit 3 besitzen.
N3 + H2 → N2H3
Ich suche das kleinstmögliche Produkt: 3x2 = 6 und berechne das Reaktionsprodukt.
N3 + H2 → N2H3
Weitere Schritte sind nicht nötig, weil ich bemerke, dass mein Ergebnis bis jetzt nicht dem eigentlichen Zwischenergebnis entspricht. Grund: Die Wertigkeit von Stickstoff ist 2 und nicht wie eigentlich vermutet 3. Ich kann es mir trotzdem nicht erklären, weil Stickstoff eben zur 5. Hauptgruppe gehört und die Wertigkeit somit eigentlich klar sein sollte. Nun meine Frage: Wo lag mein Fehler? Ist die Wertigkeit tatsächlich 2? Wenn ja, weshalb, wenn es nicht der eigentlichen Wertigkeit entspricht?
Danke im Voraus!
LG Leon
Der Stickstoff steht in der fünften Hauptgruppe des Periodensystems und kann somit 8 - 5 = 3 Bindungen mit dem einbindigen Wasserstoff eingehen. Der Ammoniak hat somit die Summenformel NH3. Nun könnte man einfach schreiben:
N + 3 H --> NH3
Blöderweise kommen die Gase Stickstoff und Wasserstoff bei normalen Umgebungsbedingungen aber nicht als einzelne Atome (N und H) vor, sondern als biatomare Moleküle N2 und H2. Das ist auch bei anderen Elementen der Fall, wie Sauerstoff, Fluor, Chlor, Brom und Iod. Daher schreibt man auf der Eduktseite schon einmal
N2 + H2 -->
an. Und die Summenformel für Ammoniak dazu:
N2 + H2 --> NH3
Wenn man sich das dann anschaut, stellt man leicht fest, dass die Massenbilanz nicht stimmt. links hat man 2 N und 2 H und rechts ein N und 3 H. So kann das nicht bleiben, denn es verschwindet ja nichts und es kommt auch nichts dazu.
Jetzt kommen die stöchiometrischen Faktoren ins Spiel. Im ersten Schritt kann man die einfach so wählen, dass es stimmt.
0,5 N2 + 1,5 H2 --> NH3
Jetzt stimmt die Bilanz. links ein N und drei H und rechts auch. Das ist also formal schon mal richtig aber noch nicht so besonders schön, weil man nicht-ganzzahlige Faktoren nicht gerne hat. Man erweitert die Gleichung daher einfach mit dem Faktor zwei.
N2 + 3 H2 --> 2 NH3
Fertig!