4.3.2 Aufstellen von Reaktionsgleichungen über die Stoffbilanz

Voraussetzung für das Aufstellen von Reaktionsgleichungen ist die Kenntnis der Ausgangs- und Endstoffe mit ihren Symbolen und Formeln.

Rechnerische Aufgabe ist der Ausgleich der "Stoffbilanz" für die an der Umsetzung beteiligten Elemente.

 

Aufgabe:

Bei der Umsetzung von Zink mit Salzsäure entstehen Zinkchlorid und Wasserstoff. Stelle die Reaktionsgleichung auf.

 

Überlegungen:

 

Reaktionsteilnehmer

 

Symbole u. Formeln

 Zink

Zn

 Salzsäure

HCl

 → Zinkchlorid

ZnCl2

 Wasserstoff

H2
Stoffbilanz für Zn 1mol     1mol  
  ausgeglichen     ausgeglichen  
Stoffbilanz für Cl   1 mol   2 mol  
 

Die Ungleichheit in der Stoffbilanz wird durch Verdoppeln der Stoffmenge an HCl ausgeglichen, die Formel HCl erhält die Stöchiometrische Zahl 2 : 2 HCl
 
Stoffbilanz für H   2 mol     2 mol
(mit 2 HCl)   ausgeglichen     ausgeglichen
Die Reaktionsgleichung lautet dann      
           
Reaktionsgleichung: Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2
           

Für alle an einer Reaktion beteiligten Elemente wird also nacheinander die Stoffbilanz aufgestellt. Liegen in Ausgangs- und Endstoffen Ungleichheiten vor, werden diese rechnerisch ausgeglichen. Damit ergeben sich schrittweise die Stöchiometrischen Zahlen der Reaktionspartner für die Reaktionsgleichung.

Lege beim Aufstellen von Reaktionsgleichungen zunächst die Ausgangs- und Endstoffe der Reaktion mit ihren Symbolen und Formeln fest. Suche erst dann die zugehörenden Stöchiometrischen Zahlen auf.

 

Aufgabe:

Phosphor(V)-oxid, Phosphorpentoxid, wird mit Wasser zu Phosphorsäure umgesetzt. Stelle die Reaktionsgleichung auf.

 

Überlegungen:

 

Reaktionsteilnehmer Phosphor(V)-oxid

P2O5 1)

 Wasser

H2O

 → Phosphorsäure

H3PO4
Stoffbilanz für P 2P     1P
Ausgleich       2H3PO4
Stoffbilanz für H   2H   6H
Ausgleich   3H2O    
Stoffbilanz für O 5O 3O   8O
ausgeglichen        
Reaktionsgleichung P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

 

Aufgabe:

Blei(II)-nitrat zerfällt beim Erhitzen auf ≈ 350°C zu Blei(II)-oxid, Stickstoff(IV)-oxid und Sauerstoff. Stelle die Reaktionsgleichung auf.

 

Überlegungen:

 

Reaktionsteilnehmer Blei(II)-nitrat

Pb(NO3)2

 → Blei(II)-oxid

PbO

 Stickstoff(IV)-oxid NO2 Sauerstoff

O2
Stoffbilanz für Pb 1 Pb   1Pb    
Ausgleich          
Stoffbilanz für N 2N     1N  
Ausgleich       2NO2  
Stoffbilanz für O 6O   1O 4O 1O
ausgeglichen         0,5 O2
Reaktionsgleichung Pb(NO3)2 → PbO + 2NO2 + 0,5 O2

In vorstehender Reaktionsgleichung bedeutet 0,5 O2 0,5 mol Sauerstoff.

(Nicht etwa 0,5 Moleküle Sauerstoff; halbe Moleküle gibt es nicht!)

Wird vorstehende Gleichung mit dem Faktor 2 multipliziert, ergeben sich ganzzahlige Stöchiometrische Zahlen:

2 Pb(NO3)2 → 2 PbO + 4 NO2 + O2

  

1) In der Literatur auch P4O10