abiweb
online lernen

Die perfekte Abiturvorbereitung
in Chemie

Im Kurspaket Chemie erwarten Dich:
  • 42 Lernvideos
  • 208 Lerntexte
  • 747 interaktive Übungen
  • original Abituraufgaben
gratis testen

Chemische Reaktionen

Die Atome sind die kleinsten Bausteine. Durch Elektronenaufnahme oder -abgabe können daraus verschiedene Ionen entstehen.  Atome und/oder Ionen können untereinander Bindungen eingehen und ergeben neue Verbindungen, die durch ihre Moleküle repräsentiert werden.

Merke

Merke: Moleküle sind Teilchen aus mindestens 2 Bindungspartnern gleicher oder ungleicher Natur, z.B. Sauerstoffmolekül (O2) oder Wassermolekül (H2O).

Diese Moleküle können wiederum Reaktionen eingehen, bei denen ihre Bindungen gebrochen und neue geknüpft werden. Es gibt vier große Reaktionsarten in der anorganischen Chemie:

  • Säure-Base-Reaktionen (siehe dazu Kapitel: „Säure-Base-Chemie“)
  • Redoxreaktionen (siehe dazu Kapitel: „Redox-Chemie“)
  • Fällungsreaktionen (siehe dazu Kapitel: „Fällungsreaktionen“)
  • Komplex-Reaktionen (siehe dazu Kapitel: „Komplexe“)

Die meisten chemischen Reaktionen sind reversible Reaktionen, d.h. Reaktionen aus einer Hin- und einer Rückreaktion. Aufgrund dieser Tatsache stellt sich bei reversiblen Reaktionen immer ein Gleichgewicht ein (siehe dazu Kapitel: „Chemisches Gleichgewicht“). Jede Reaktion wird in Form einer Reaktionsgleichung dargestellt. Eine Reaktionsgleichung beinhaltet nur die an der Reaktion teilnehmenden Stoffe in der minimalen Anzahl. Schauen wir uns dazu das Beispiel in Abb. 1 an.

image
Abbildung 1: Reaktionsgleichung der Darstellung von Kochsalz (NaCl) aus den Elementen Natrium (Na) und Chlor (Cl2)

Links vom Reaktionspfeil stehen die Edukte und rechts vom Reaktionspfeil die Produkte. Der Reaktionspfeil zeigt die Richtung der Reaktion an. Die Stöchiometrie (stöchiometrische Zahl) handelt von den Mengenverhältnissen bei chemischen Reaktionen und ermöglicht die Berechnung der umgesetzten Massen oder Volumina der Reaktionspartner. Die stöchiometrischen Umsetzungen von chemischen Reaktionspartnern, die als Atome, Moleküle oder Ionen vorliegen können, folgen dabei den Gesetzen der chemischen Bindung. Bei dieser Reaktion erhalten wir aus zwei Teilchen Natrium und einem Teilchen Chlorgas zwei Teilchen Natriumchlorid. Der Index gibt in der Summenformel einer Verbindung an, wie viele Atome und/oder Ionen der gleichen Sorte gebunden sind. Beim Aufstellen von Reaktionsgleichungen gilt das „Gesetz der Erhaltung der Masse“, das besagt, dass die Masse links und rechts vom Reaktionspfeil gleich sein muss. Masse kann nicht verloren gehen und auch nicht plötzlich entstehen. Außerdem gilt noch das „Gesetz der Erhaltung der Ladung“, das besagt, dass die Ladung links und rechts vom Reaktionspfeil gleich sein muss. Ladung kann nicht verloren gehen und auch nicht aus dem Nichts entstehen.

Merke

Merke:  Chemische Reaktionen werden durch eine Reaktionsgleichung dargestellt. Dabei stehen die Edukte links vom Reaktionspfeil und die Produkte rechts. Der Reaktionspfeil zeigt die Richtung der Reaktion an. Alle an der Reaktion teilnehmenden Teilchen stehen in ihrer minimalen Anzahl in der Reaktionsgleichung. Die Anzahl wird durch die stöchiometrische Zahl repräsentiert. Es gilt das Gesetz der Erhaltung  der Masse und der Ladung.

Das Aufstellen von Reaktionsgleichungen und das Ausgleichen der stöchiometrischen Zahlen kann am besten durch Übung verstanden werden. Zuerst eine einfache Beispielaufgabe, die die wichtigsten Schritte zeigt.

Beispielaufgabe: Bei einer Reaktion zwischen Ammoniak (NH3) und Sauerstoff (O2) entsteht Stickstoffgas (N2) und Wasser (H2O).

1.Schritt: Notieren der Edukte und Produkte

NH3 + O2 → N2 + H2O

2. Schritt: Ausgleich durch geeignete Wahl der stöchiometrischen Koeffizienten: Am besten fängt man ganz links in der Reaktionsgleichung an. Wir erkennen, dass im Ammoniak (NH3) ein Stickstoffatom (N) gebunden ist. Rechts vom Reaktionspfeil entsteht jedoch Stickstoff (N2), das aus zwei Stickstoffatomen besteht. Somit müssen wir vor das Ammoniak (NH3) eine „2“ schreiben, damit die Stickstoffatome auf beiden Seiten die gleiche Anzahl haben.

 2 NH3 + O2 → N2 + H2O

Als Nächstes schauen wir uns die Anzahl der Wasserstoffatome (H) links und rechts vom Reaktionspfeil an. In der Gesamtzahl der Ammoniakmoleküle haben wir sechs Wasseratome (H) links und zwei Wasserstoffatome rechts. Somit müssen wir links eine „3“ vor das Wassermolekül schreiben, damit die Wasserstoffatome ausgeglichen sind.

2 NH3 + O2 → N2 + 3 H2O

Als Nächstes vergleichen wir die Anzahl der Sauerstoffatome (O) auf beiden Seiten des Reaktionspfeils. Links haben wir zwei Sauerstoffatome (O) und rechts drei. Der gemeinsame Nenner von zwei und drei ist sechs. Somit schreiben wir vor den Sauerstoff die Zahl 3 und multiplizieren die Wassermoleküle mit 2.

2 NH3 + 3 O2 → N2 + 6 H2O

Dadurch erhöht sich rechts die Anzahl der Wasserstoffatome. Die Ammoniakmoleküle (2 NH3) müssen zum Ausgleich ebenfalls mal 2 genommen werden.

4 NH3 + 3 O2 → N2 + 6 H2O

Das Stickstoffmolekül rechts erhält schließlich eine „2“ als stöchiometrischen Koeffizienten. Somit wäre die Reaktionsgleichung aufgestellt.

4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O

Wenn die Anzahl aller Atome links und rechts ausgeglichen ist, dann muss automatisch die Masse auf beiden Seiten gleich sein. Die Ladung beträgt auf beiden Seiten Null.

Zu jeder Reaktion gehört eine Reaktionsenergie. Die thermodynamische und auch korrektere  Bezeichnung ist Reaktionsenthalpie (ΔHR). ΔHR kann einen negativen Wert haben, dann spricht man von einer exothermen Reaktion. Dabei wird Energie in Form von Wärme frei. ΔHR kann ebenso gut positive Werte annehmen, dann spricht man von einer endothermen Reaktion. Diese Reaktionen benötigen zusätzliche Energie. ΔHR ist ein Differenzwert zwischen der Enthalpie der Produkte und der Edukte (ΔHR = HProdukte – HEdukte). Mehr zu diesem Thema steht im Kapitel „Thermodynamik“.

Merke

Merke: ΔHR stellt die Reaktionsenthalpie dar; -ΔHR = exotherme Reaktion (Energie wird frei); +ΔHR = endotherme Reaktion (Energie muss zugeführt werden).

Lückentext
Geben Sie die richtigen stöchiometrischen Koeffizienten folgender Reaktion an:
Hinweis: Bitte den stöchiometrischen Koeffizienten "1" mit angeben.
Al(OH)3 + H2SO4 -> Al2(SO4)3 + H2O
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte füllen Sie alle Lücken im Text aus. Möglicherweise sind mehrere Lösungen für eine Lücke möglich. In diesem Fall tragen Sie bitte nur eine Lösung ein.

Vorstellung des Online-Kurses Anorganische ChemieAnorganische Chemie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Anorganische Chemie

abiweb - Abitur-Vorbereitung online (abiweb.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Einleitung zu Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Aggregatzustände
    • Gemische und Reinstoffe
    • Elemente und Atomaufbau
    • Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Einleitung zu Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Metalle und Nichtmetalle
    • Elektronegativität (EN)
    • Ionisierungsenergie (IE) und Elektronenaffinität (EA)
    • Chemisches Rechnen
  • Chemische Reaktionen
    • Einleitung zu Chemische Reaktionen
    • Chemisches Gleichgewicht und Kinetik
    • Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts
    • Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Einleitung zu Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Haber-Bosch-Verfahren
      • Ostwald-Verfahren
      • Kontaktverfahren
  • Bindungsarten
    • Einleitung zu Bindungsarten
    • Lewis-Schreibweise
    • Starke Bindungen
      • Einleitung zu Starke Bindungen
      • Ionenbindung
      • Atombindung
      • Koordinative Bindung
      • Metallbindung
    • Schwache Bindungen
      • Einleitung zu Schwache Bindungen
      • Wasserstoffbrückenbindungen
      • Van-der-Waals-Bindungen
  • Fällungsreaktionen
    • Einleitung zu Fällungsreaktionen
  • Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Säure-Base-Chemie
      • Einleitung zu Säure-Base-Chemie
      • Definition: Säuren und Basen
      • Protolyse von Säuren und Basen
        • Einleitung zu Protolyse von Säuren und Basen
        • Protolyse einer Säure
        • Protolyse einer Base
      • Konjugierte Säure-Base-Paare
      • Mehrprotonige Säuren
      • Ampholyte
      • Autoprotolyse des Wassers
      • Ionenprodukt des Wassers
      • pH-Wert
      • Neutralisation
      • Säure- & Basenstärke
      • Starke Säuren und Basen
      • Puffer
      • Indikatoren
      • Säure-Base-Titration
    • Redox-Chemie
      • Einleitung zu Redox-Chemie
      • Oxidation und Reduktion
      • Oxidationszahlen/ Oxidationsstufen
      • Aufstellen von Redoxgleichungen
      • Dis- und Komproportionierung
      • Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • Einleitung zu Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • DANIELL-Element/ galvanische Zelle
        • Elektrochemische Spannungsreihe
        • Konzentrationsabhängigkeit der Elektrodenpotentiale
        • Nernst-Gleichung
        • Korrosion
        • Elektrolyse (allgemein)
          • Einleitung zu Elektrolyse (allgemein)
          • Technisch interessante Elektrolysen
            • Einleitung zu Technisch interessante Elektrolysen
            • Chloralkali-Elektrolyse
            • Kupfer-Raffination
            • Wasserstoffgewinnung/Wasserelektrolyse
  • Komplexe
    • Einleitung zu Komplexe
    • Zähnigkeit der Liganden
    • Nomenklatur-Regeln
      • Einleitung zu Nomenklatur-Regeln
      • Anwendung der Nomenklatur-Regeln
  • Donator-Akzeptor
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor
    • Redox-Reaktionen-Konzept
      • Einleitung zu Redox-Reaktionen-Konzept
      • Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
      • Galvanisches Element und Nernstgleichung
      • Elektrolyse
      • Energiequellen der Elektrochemie
      • Technische Elektrolysen
    • Säure-Base-Konzept
      • Einleitung zu Säure-Base-Konzept
      • Herleitung der Parameter - Massenwirkungsgesetz
      • Stärke von Säuren und Basen
      • pH-Konzept
      • Puffersysteme
      • Titrationsverfahren
  • Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
    • Einleitung zu Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
  • 78
  • 15
  • 224
  • 132

Unsere Nutzer sagen:

  • Miriam

    Miriam

    "Ich finde abiweb.de sehr hilfreich und die Themen sehr gut erklärt!! Vielen Dank!!"
  • Jens

    Jens

    "Endlich habe ich es verstanden :) Ich schreibe morgen meine Klausur und denke, dass ich es nun kann :)"
  • Michaela

    Michaela

    "Vielen Dank:) Wäre schön wenn sich meine Lehrerin so viel Zeit für alles nehmen könnte."

NEU! Sichere dir jetzt die perfekte Prüfungsvorbereitung und spare 20% bei deiner Kursbuchung!

20% Coupon: abitur20

Zu den Online-Kursen