Reaktionsgleichungen ausgleichen

Die Regel

Bei einer Reaktion entstehen und verschwinden keine Atome, jedes Element muss also auf beiden Seiten gleich oft vorkommen. Man gleicht eine Gleichung aus, indem man die Koeffizienten vor den Formeln ändert, nie die kleinen Zahlen in einer Formel, denn das wäre ein anderer Stoff.

Beispiel: Verbrennung von Propan

Ausgangspunkt ist C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O.

1. Kohlenstoff: 3 auf der linken Seite, also 3 vor CO₂.
2. Wasserstoff: 8 auf der linken Seite, also 4 vor H₂O.
3. Sauerstoff zuletzt: rechts sind jetzt 3 × 2 + 4 = 10 Atome, links werden also 5 O₂ gebraucht.

Das Ergebnis ist C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Zuerst die Elemente ausgleichen, die auf jeder Seite nur in einer Verbindung vorkommen, und elementar auftretende wie O₂ bis zum Schluss aufheben.

Tipps

• Kommt ein Bruch heraus, alle Koeffizienten mit derselben Zahl multiplizieren, bis sie ganzzahlig sind.
• Ein mehratomiges Ion wie SO₄ als eine Einheit behandeln, wenn es auf beiden Seiten unverändert vorkommt.
• Bei Ionengleichungen muss auch die Gesamtladung auf beiden Seiten gleich sein.

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Reaktionsgleichungen ausgleichen gleicht jede Gleichung, auch mit Ladungen, mit den kleinsten ganzen Zahlen aus. Die Koeffizienten geben die Stoffmengenverhältnisse, mit denen man die erwartete Produktmenge berechnet, und der Ausbeuterechner vergleicht sie mit dem, was tatsächlich herauskam.

Zwei weitere Beispiele

Aluminium in Salzsäure: Al + HCl → AlCl₃ + H₂.

• Chlor kommt rechts in Dreierschritten und links einzeln, also such ein gemeinsames Vielfaches: 6 HCl liefern 6 Cl, genug für 2 AlCl₃.
• Dafür brauchst du links 2 Al, und die 6 H werden zu 3 H₂.
• Ergebnis: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂.

Rostendes Eisen: Fe + O₂ → Fe₂O₃. Zwei Fe₂O₃ enthalten 6 Sauerstoffatome, also 3 O₂, und 4 Fe: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.

Von den Koeffizienten zu Gramm

Die Koeffizienten sind Stoffmengenverhältnisse, keine Massenverhältnisse. 44 g Propan, also 1 Mol, brauchen 5 Mol O₂: 5 × 32 = 160 g Sauerstoff, und liefern 3 × 44 = 132 g CO₂. Die Masse bleibt insgesamt erhalten: 44 + 160 = 132 + 72 g Wasser.

Häufige Fehler

• Einen Index ändern. Aus H₂O ein H₂O₂ zu machen bringt den Sauerstoff zusammen und verwandelt Wasser in Wasserstoffperoxid. Ändern darfst du nur die Koeffizienten.
• Bei einem Bruch stehen bleiben. C₂H₆ + 3,5O₂ ist ausgeglichen, aber unüblich. Verdopple alles: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.
• Mit dem Sauerstoff anfangen. Er steht meist in mehreren Verbindungen. Lass das Element, das an den meisten Stellen auftaucht, bis zum Schluss.
• Das Kristallwasser vergessen. CuSO₄·5H₂O trägt 5 zusätzliche Wasser, die auf dieser Seite der Gleichung mitzählen.