Reaktionsgleichungen: Ausgleichen von Reaktionsgleichungen

Wenn Graphit brennt, reagieren die Kohlenstoffatome mit dem Sauerstoff in der Luft. Ist viel Sauerstoff vorhanden, bildet sich Kohlendioxid und ist weniger Sauerstoff da, dann bildet sich das giftige Gas Kohlenmonoxid. Wenn wir die Reaktion, in der sich Kohlendioxid bildet, beschreiben, kann es so aussehen: In einer Wortgleichung, mit Bildern der Atome und mit chemischen Symbolen. Es reicht ein Kohlenstoffatom und ein Sauerstoffmolekül, um ein Kohlendioxidmolekül zu bilden. In der anderen Reaktion, bei der Kohlenmonoxid entsteht, ist es nicht ganz so einfach.

Die Wortgleichung sieht sehr ähnlich aus. Anders ist nur der Name der Verbindung, die sich bildet. Wie sieht die Reaktion aus, wenn wir die Atome zeichnen? Die Sauerstoffatome kommen zu zweit in Sauerstoffmolekülen. Das Produkt, das sich bildet – also Kohlenmonoxid – hat trotzdem nur ein Sauerstoffatom.

Wo ist das andere? Es kann ja nicht einfach verschwinden. Du kannst es dir so denken: Du startest mit zwei Sauerstoffatomen, also können sich zwei Kohlenmonoxid- Moleküle bilden. Zeichne also noch ein Molekül. Jetzt passt die Anzahl der Sauerstoff- Atome zusammen: zwei auf jeder Seite der Gleichung.

Dafür passt die Anzahl der Kohlenstoff- Atome nicht zusammen. Nach der Reaktion hast du zwei Kohlenstoffatome – eines in jedem Kohlenmonoxidmolekül. Das zweite Kohlenstoffatom muss irgendwo herkommen! Vor der Reaktion müssen schon zwei Kohlenstoffatome dort gewesen sein. Zeichne also noch ein Kohlenstoffatom!

Jetzt sind gleich viele Kohlenstoffatome auf der linken und rechten Seite: jeweils zwei. Und auch gleich viele Sauerstoffatome vor und nach der Reaktion: jeweils zwei. Beide Seiten stimmen überein. Die Gleichung ist ausgeglichen. Was jetzt: Nun schreibst du die ausgeglichene Reaktionsgleichung mit chemischen Symbolen.

Dabei hilft die Zeichnung von eben. Kohlenstoffatome verbinden sich nicht in einer bestimmten Zahl. Schreib sie also als zwei unabhängige Kohlenstoffatome auf: zwei C. Diese Zahl zeigt dir, wie viele Kohlenstoffatome du hast. Sie ist der Koeffizient für diesen Stoff.

Sauerstoffatome kommen als Paar, deshalb schreibst du sie als O-zwei, mit einer tiefgestellten zwei. Du brauchst nur ein Sauerstoffmolekül. Vorne muss also kein Koeffizient stehen. Das Kohlenmonoxidmolekül schreibst du als C O: ein Kohlenstoff- und ein Sauerstoffatom. Da sich zwei von ihnen gebildet haben, setzt du den Koeffizienten "zwei" vor das Kohlenmonoxidmolekül.

Mit diesen Zahlen – den Koeffizienten – gleichst du die Reaktionsgleichung aus. Denn die Gleichung muss ausgeglichen sein, wenn du wissen willst, wie viel von jedem Stoff du brauchst. In diesem Fall sind für die Verbrennung doppelt so viele Kohlenstoffatome wie Sauerstoffmoleküle nötig. Hast du am Anfang 20 Kohlenstoffatome, brauchst du zehn Sauerstoffmoleküle. Und wenn du mit eintausend Sauerstoffmolekülen startest, bilden sich zweitausend Kohlenmonoxid- Moleküle – und so weiter.

Die Koeffizienten in einer Reaktionsgleichung zeigen die Mengenverhältnisse der Stoffe an. Es ist meist einfacher, die Atome zu zählen, wenn du die Moleküle in einer Reaktion zeichnest. Das kann dir gerade bei schwierigen Aufgaben helfen.