Verbindungen richtig mit Formel angeben?
Hallo, siehe Bild. Stimmt das?
4 Antworten
Moin,
leider nein...
Zunächst einmal nennt man vereinbarungsgemäß positiv geladene Ionen stets zuerst. Daher ist SO4K2 schon einmal falsch, allein weil die Kaliumionen die positiv geladenen sind.
Das Sulfat-Anion hat die Formel
SO4^2–
Das ist im Grunde ein Gebilde aus einem Schwefelatom und vier Sauerstoffatomen, das als Ganzes zweifach negativ geladen ist. Da darfst du nichts an den Indices "kürzen". Sulfat ist SO4^2– und nichts anderes!
Wenn du nun Verhältnisformeln von Salzen bilden sollst, brauchst du als Gegenionen erst einmal positiv geladene (Metall-)Kationen. Die hast du in der Aufgabe vorgegeben bekommen, nämlich
K^+,
Ca^2+ und
Fe^3+
Salze bestehen aus entgegengesetzt geladenen Ionen (positiv geladenen Kationen und negativ geladenen Anionen). Diese entgegengesetzt geladenen Ionen umgeben sich miteinander und zwar so, dass immer ein Kation in alle Raumrichtungen von so vielen Anionen umlagert wird, wie Platz vorhanden ist. Umgekehrt werden dann auch die Anionen wieder von Kationen umlagert. Dadurch entsteht ein mehr oder weniger großes Ionengitter, in dem Kationen und Anionen feste Plätze einnehmen. Solche Ionengitter nennen wir dann Kristall.
Es ist wenig zweckmäßig, die genaue Anzahl von Kationen und Anionen angeben zu wollen, weil das einfach zu viele sind, so dass die Index-Zahlen zu unübersichtlich groß würden, zum Beispiel
Na2345183954294129531213459021Cl2345183954294129531213459021
Unpraktisch, nicht wahr?! Hinzu kommt, dass es von Kristall zu Kristall verschieden viele Ionen sind, weil nicht alle Kristalle gleich groß sind. Darum hat man sich sinnigerweise darauf geeinigt, nicht die tatsächliche Anzahl von Kationen und Anionen anzugeben, sondern das kleinste Verhältnis, in dem die Ionen zueinander stehen. Dabei muss dieses Verhältnis nur den Aspekt erfüllen, dass sich die Ladungen der Ionen gegenseitig in ihrer Wirkung aufheben (kompensieren).
Wenn du also die Verhältnisformel von Kaliumsulfat aufschreiben sollst, kannst du nicht einfach
KSO4
schreiben, weil Kaliumionen einfach positiv geladen sind, das Sulfation dagegen zweifach negativ. Dann würde die Ladung des Kaliumions nur eine der beiden negativen Ladungen des Sulfations kompensieren (in seiner Wirkung aufheben). Die andere Ladung bliebe übrig. Das darf nicht sein. Du musst also stets darauf achten, dass in einer Verhältnisformel gleich viele positive Ladungen und negative Ladungen vorhanden sind. Daher ist die korrekte Formel von Kaliumsulfat
K2SO4
denn hier heben die zwei positiven Ladungen der beiden Kaliumionen die zweifach negative Ladung des Sulfations auf, verstehst du?
Bei Calciumsulfat ist das nun so, dass Calciumionen zweifach positiv geladen sind. Da Sulfationen zweifach negativ geladen sind, brauchst du von beiden Ionensorten jeweils nur eins, damit sich die Ladungen gegenseitig kompensieren. Darum lautet die Verhältnisformel von Calciumsulfat schlicht
CaSO4
Interessant wird es nun beim Eisen-III-sulfat. Hier musst du dreifach positiv geladene Eisenkationen mit zweifach negativ geladenen Sulfatanionen kombinieren. Dazu suchst du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) von 3 und 2. Das ist 6. Nun fragst du dich, wie viele von den dreifach positiv geladenen Eisenkationen du brauchst, um auf 6 Plusladungen zu kommen. -Genau, du brauchst 2 x Fe^3+, weil 2 x 3+ = 6+ ist.
Um auf 6 negative Ladungen zu kommen, benötigst du von den zweifach negativ geladenen Sulfatanionen 3, weil 3 x 2– = 6– ist. Dann heben sich nämlich die 6 Plusladungen und die 6 Minusladungen gegenseitig in ihrer Wirkung auf (wie es sein soll).
Nun kannst du aber nicht
Fe2SO4 3
schreiben, weil sich ein Index bekanntlich nur auf das unmittelbar vor ihm Stehende bezieht. Im oben genannten Fall würde sich daher die "3" auf die vor ihr stehende "4" beziehen. Da sich diese "4" nur auf den vor ihr stehenden Sauerstoff bezieht, würdest du also nur die Anzahl der Sauerstoffteilchen verdreifachen. Das willst du aber nicht ausdrücken, denn du willst das gesamte Sulfatanion verdreifachen (also inklusive des Schwefels). Um dieses "Problem" zu lösen, benutzt du Klammern. Die korrekte Verhältnisformel von Eisen-III-sulfat lautet daher
Fe2(SO4)3
denn hier bezieht sich die Index-3 auf die unmittelbar vor ihr stehende Klammer. Und in der Klammer steht das Sulfatanion. Also verdreifachst du mit dieser Schreibweise das gesamte Sulfatanion, was du ja auch zum Ausdruck bringen willst.
Ist dir alles jetzt klarer?
Um noch einmal auf das von dir angesprochene "Kürzen" zurück zu kommen: Das musst du nur, wenn du bei den verwendeten Indices nicht das kleinste Ionenverhältnis benutzt hast. So würde zum Beispiel
K4(SO4)2 qualitativ eine gleiche Aussage sein wie K2SO4, nur dass du einmal vier positiv geladene Kaliumkationen mit zwei zweifach negativ geladenen Sulfatanionen kombinierst, während du im zweiten Fall zwei Kaliumkationen mit einem Sulfatanion kombiniert hast. Aber weil die Regel besagt, dass es sich bei Verhältnisformeln stets um das kleinste Ionenverhältnis handeln muss, ist die erste Angabe falsch, weil das Verhältnis 4:2 von den eingesetzten Zahlen größer ist als das Verhältnis 2:1. In solchen Fällen müsstest du also die Indices kürzen...
LG von der Waterkant.
Wow, vielen Dank erstmal für diesen sehr ausführlichen Text.
Ich muss ihn mir noch durch den Kopf durchgehen lassen. Echt super gemacht, toll toll toll ;DDDDD
Nein das stimmt so nicht die Kationen müssen immer vorne stehen. Außerdem musst du das gesamte Sulfation "verdoppeln" oder verdreifachen je nachdem wenn du ein Kation mit einer höheren Ladung als 2+ hast. Also nicht SO6 sondern z.B. (SO4)3.
Das Erste und Zweite stimmt aber sonst bis auf die Reihenfolge :)
Es wird hier nicht gekürzt. Die Ladungen sind direkt ausgeglichen.Calcium ist ja schon 2+ geladen, das heißt ein Ca2+ und ein SO4 2- ergeben eine Gesamtladung von 0.
Bei Kalium jedoch ist das anders, da es sich um K+ handelt. Du brauchst also 2x K+ und 1x SO4 2- um eine Gesamtladung von 0 zu haben.
Vielen Dank. Es hat mich etwas irritiert, denn mir wurde es so beigebracht. Siehe:
Hallo Soeller
In dem Link steht, dass man gegebenenfalls kürzen muss. Im Normalfall ist das nicht notwendig. Es sei denn, du hast dich etwas verirrt und auf welchem Weg auch immer ein K4(SO4)2 erhalten. Hier muss man sogar kürzen, da man immer die kleinstmöglichen Zahlen angibt, wobei der Charakter der Verbindung sich nicht ändern darf, also: K4(SO4)2 = 2 mal K2SO4
K2SO4, CaSO4, Fe2(SO4)3
Danke, mir wurde hier gesagt, dass ich immer die Indexe kürzen muss.
Wieso hast du nicht bei der ersten gekürzt?
Hallo Soeller
Das Sulfat-Anion hat die Summenformel SO4^2- und leitet sich von der Schwefelsäure H2SO4 ab.
Dieses Sulfat-Ion SO4^2- ist eine Einheit und darf nicht verändert werden, sonst hast du kein Sulfat-Ion mehr.
Wenn du ein O wegnimmst, kommst du zum SO3^2- und hast das Sulfit-Ion.
Durch die zweifach negative Ladung des Sulfat-Ions ist auch festgelegt, wie man die Kombination mit positiven Kationen bewerkstelligen muss.
Vielleicht noch eine Anmerkung zum Thema kürzen, womit ich dich aber nicht verwirren will:
Es gibt Summenformeln und Verhältnisformeln.
Beispiel: H2O2 Wasserstoffperoxid
Die Summenformel, also das, was du immer brauchst, ist H2O2. Hierdurch ist das gesamte Molekül eindeutig beschrieben.
Die Verhältnisformel ist HO (Also in der Tat H2O2 durch 2 gekürzt). Sie gibt lediglich das Verhältnis der Atomarten von Wasserstoff und Sauerstoff an, aber nicht mehr die tatsächlich vorhandene Verbindung.
LG
Ah okey.
Ich merke gerade, dass ich bei der a) vergessen habe zu Kürzen.
Dann heißt die a)
K SO_2
oder?