Mit Google fortfahren
Reaktionsgleichung ausgleichen: Schritt für Schritt
Eine Reaktionsgleichung zeigt, welche Edukte zu welchen Produkten reagieren. Du gleichst sie aus, indem du Zahlen vor die Formeln setzt, bis jede Atomsorte links und rechts gleich oft vorkommt. Die Formeln selbst veränderst du dabei nicht.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
So liest du eine Reaktionsgleichung
Eine Reaktionsgleichung hat den Grundaufbau:
$$\text{Edukte}\longrightarrow\text{Produkte}$$
Edukte sind die Ausgangsstoffe. Sie stehen links vom Reaktionspfeil. Produkte sind die neu entstehenden Stoffe und stehen rechts. Reagieren mehrere Stoffe miteinander, trennt ein Pluszeichen ihre Formeln.
Reaktionspfeil
Der Reaktionspfeil bedeutet „reagiert zu“. Er ist kein Gleichheitszeichen, denn Edukte und Produkte sind unterschiedliche Stoffe.
Ein Beispiel ist die Bildung von Natriumchlorid:
$$\mathrm{2\,Na+Cl_2\rightarrow2\,NaCl}$$
Links stehen die Edukte Natrium und Chlor. Rechts steht das Produkt Natriumchlorid. Die Gleichung beschreibt zugleich ein Teilchenverhältnis: Zwei Natriumatome reagieren mit einer Einheit aus zwei Chloratomen zu zwei Formeleinheiten Natriumchlorid.
Warum die Atomzahlen übereinstimmen müssen
Bei einer chemischen Reaktion werden Atome nicht erzeugt oder vernichtet. Sie werden neu angeordnet. Deshalb muss jede einzelne Atomsorte vor und nach der Reaktion gleich häufig vorkommen.
Es reicht nicht, nur die Gesamtzahl aller Atome zu vergleichen. Zwei Kohlenstoffatome und vier Wasserstoffatome sind beispielsweise nicht dasselbe wie vier Kohlenstoffatome und zwei Wasserstoffatome, obwohl die Gesamtzahl jeweils sechs beträgt.
Kontrolliere jede Atomsorte getrennt. Eine Reaktionsgleichung ist erst ausgeglichen, wenn alle Atombilanzen stimmen.
Index und Koeffizient unterscheiden
Beim Ausgleichen begegnen dir zwei verschiedene Zahlenarten.
Index
Ein Index ist die tiefgestellte Zahl innerhalb einer Formel. In $\mathrm{H_2O}$ zeigt die 2, dass ein Wasserteilchen zwei H-Atome enthält. Fehlt ein Index, gilt für diese Atomsorte der Wert 1.
Koeffizient
Ein Koeffizient steht vor einer Formel. Er gibt an, wie oft das gesamte Teilchen oder die gesamte Formeleinheit vorkommt.
Bei $\mathrm{2\,H_2O}$ multipliziert der Koeffizient 2 die ganze Formel:
- H: $2\cdot2=4$ Atome
- O: $2\cdot1=2$ Atome
Beim Ausgleichen darfst du nur Koeffizienten verändern. Änderst du einen Index, erhältst du eine andere Stoffformel und damit einen anderen Stoff.
Aus $\mathrm{H_2O}$ darf beim Ausgleichen nicht $\mathrm{H_2O_2}$ werden. Wasser und Wasserstoffperoxid besitzen unterschiedliche Formeln. Richtig ist es, bei Bedarf einen Koeffizienten zu setzen, zum Beispiel $\mathrm{2\,H_2O}$.
In fünf Schritten zur ausgeglichenen Gleichung
Gehe bei einfachen Reaktionsgleichungen immer in derselben Reihenfolge vor.
- Schreibe die Wortgleichung mit Stoffnamen auf.
- Ersetze die Stoffnamen durch die korrekten Elementsymbole und Summenformeln.
- Zähle jede Atomsorte links und rechts.
- Verändere nur die Koeffizienten, bis alle Atomzahlen übereinstimmen.
- Kontrolliere jede Atomsorte erneut und kürze die Koeffizienten auf das kleinste ganzzahlige Verhältnis.
Die korrekten Stoffformeln müssen vor dem Ausgleichen bekannt sein. Elementarer Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Chlor, Brom und Iod werden in den hier betrachteten einfachen Gleichungen zweiatomig geschrieben: $\mathrm{H_2}$, $\mathrm{N_2}$, $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{F_2}$, $\mathrm{Cl_2}$, $\mathrm{Br_2}$ und $\mathrm{I_2}$.
Magnesium reagiert mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid.
- Wortgleichung:
$$\text{Magnesium}+\text{Sauerstoff}\longrightarrow\text{Magnesiumoxid}$$
- Formeln einsetzen:
$$\mathrm{Mg+O_2\rightarrow MgO}$$
- Atome zählen: Links stehen ein Mg-Atom und zwei O-Atome. Rechts stehen je ein Mg- und ein O-Atom.
- Zuerst gleichen wir Sauerstoff aus. Der Koeffizient 2 vor $\mathrm{MgO}$ liefert rechts zwei O-Atome:
$$\mathrm{Mg+O_2\rightarrow2\,MgO}$$
Nun stehen rechts aber auch zwei Mg-Atome. Deshalb setzen wir links ebenfalls eine 2 vor Magnesium:
$$\mathrm{2\,Mg+O_2\rightarrow2\,MgO}$$
- Kontrolle: Mg steht links und rechts zweimal. O steht links und rechts zweimal. Die Koeffizienten 2, 1 und 2 bilden bereits das kleinste ganzzahlige Verhältnis.
Wasser vollständig ausgleichen
Betrachte die zunächst unausgeglichene Gleichung:
$$\mathrm{H_2+O_2\rightarrow H_2O}$$
Links stehen zwei O-Atome, rechts nur eines. Setze deshalb zunächst den Koeffizienten 2 vor Wasser:
$$\mathrm{H_2+O_2\rightarrow2\,H_2O}$$
Jetzt stimmt die Sauerstoffbilanz. Rechts befinden sich jedoch $2\cdot2=4$ H-Atome, links erst zwei. Mit dem Koeffizienten 2 vor $\mathrm{H_2}$ erhältst du:
$$\mathrm{2\,H_2+O_2\rightarrow2\,H_2O}$$
Die Abschlusskontrolle zeigt:
- H: links $2\cdot2=4$, rechts $2\cdot2=4$
- O: links $1\cdot2=2$, rechts $2\cdot1=2$
Wenn du einen Koeffizienten änderst, zähle alle Atomsorten in der betroffenen Formel neu.
Jetzt bist du dran
Gleiche die Bildung von Ammoniak aus:
$$\mathrm{N_2+H_2\rightarrow NH_3}$$
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Vor $\mathrm{N_2}$ steht der Koeffizient , vor $\mathrm{H_2}$ der Koeffizient und vor $\mathrm{NH_3}$ der Koeffizient . Damit lautet die Gleichung $\mathrm{N_2+3\,H_2\rightarrow2\,NH_3}$.
Typische Fehler erkennen und verbessern
Fehler 1: Einen Index verändern. Dadurch wird nicht nur die Anzahl eines bekannten Stoffes angepasst, sondern seine Formel verändert. Setze stattdessen einen Koeffizienten vor die unveränderte Formel.
Fehler 2: Nur alle Atome zusammenzählen. Prüfe jede Atomsorte in einer eigenen Bilanz.
Fehler 3: Eine Änderung nicht vollständig weiterverfolgen. Ein Koeffizient vervielfacht alle Atome der Formel. Zähle deshalb nach jeder Änderung erneut.
Fehler 4: Ein Vielfaches als Endergebnis stehen lassen. Auch $\mathrm{4\,H_2+2\,O_2\rightarrow4\,H_2O}$ ist ausgeglichen. Üblich ist jedoch das kleinste ganzzahlige Verhältnis $2:1:2$.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Reaktionsgleichung ausgleichen
- Edukte links, Produkte rechts
- Korrekte Stoffformeln einsetzen
- Jede Atomsorte getrennt zählen
- Nur Koeffizienten verändern
- Nach jeder Änderung neu zählen
- Kleinste ganzzahlige Koeffizienten wählen
- Atombilanz abschließend kontrollieren
Abschluss-Check
Wenn du jede Stoffformel unverändert lässt, nur Koeffizienten anpasst und am Ende jede Atomsorte getrennt kontrollierst, kannst du einfache Reaktionsgleichungen zuverlässig ausgleichen.