Chemische Gleichungen

Chemische Reaktionen beinhalten chemische Umwandlungen einer oder mehrerer Substanzen in verschiedene Materialien. Eine Reaktion wird üblicherweise durch eine chemische Gleichung dargestellt, die chemische Formeln verwendet, um die beteiligten Atome, Moleküle oder Verbindungen darzustellen. Die Stoffe, die zu Beginn einer Reaktion vorhanden sind und während des Prozesses verbraucht werden, werden als Reaktanten bezeichnet.

Die Reaktanten werden auf der linken Seite der Gleichung angegeben. Die bei der Reaktion gebildeten Stoffe werden als Produkte bezeichnet und sind auf der rechten Seite der Gleichung angegeben. Ein Pfeil, der die Reaktanten und Produkte trennt, zeigt die Richtung der Reaktion an.

Die verschiedenen Zustände der Materie werden durch eingeklammerte Abkürzungen dargestellt. Eine chemische Reaktion beachtet den Massenerhaltungssatz, bei dem die Gesamtmasse aller beteiligten Elemente beibehalten wird. Daher wird die kumulative Anzahl der Atome jedes Elements sowohl in den Reaktanten als auch in den Produkten übereinstimmen.

Chemische Gleichungen werden mit Hilfe numerischer Koeffizienten ausgeglichen, um die tatsächliche Anzahl der an der Reaktion beteiligten Atome widerzuspiegeln. Es ist wichtig, nur die numerischen Koeffizienten zu ändern und nicht die numerischen Subskripte, die die Identität einer Verbindung definieren, während eine chemische Gleichung ausgeglichen wird. Allgemeine Richtlinien helfen, eine chemische Gleichung effizient zu veranschaulichen und anzupassen.

Zum Beispiel wird die Verbrennung von flüssiger Benzoesäure unter Bildung von gasförmigem Kohlendioxid und Wasser zunächst mit einer chemischen Skelettformel dargestellt. Als nächstes werden die Atome ausgeglichen, indem zuerst die Atome innerhalb der Verbindungen eingestellt werden, gefolgt von den Atomen der freien Elemente. Die Einbeziehung der Koeffizienten sieben und drei vor den Formeln für Kohlendioxid und Wasser gleicht die Kohlenstoff-und Wasserstoffatome aus.

Ein gebrochener Koeffizient von fünfzehn mal zwei gleicht die Sauerstoffatome aus. Fraktionskoeffizienten werden durch Multiplikation der vollständigen Gleichung mit dem Nenner in ganze Zahlen umgewandelt. Die kollektive Anzahl der Atome jedes Elements ist in einer ausgeglichenen Gleichung auf beiden Seiten gleich.

In chemischen Gleichungen, die Reaktionen mit ionischen Verbindungen darstellen, werden zuerst die Kationen und dann die Anionen ausgeglichen. Polyatomare Ionen sind immer als Einheit ausgeglichen. Beispielsweise reagiert wässriges Aluminiumsulfat mit wässrigem Calciumhydroxid unter Bildung von festem Aluminiumhydroxid und festem Calciumsulfat.

Mit Hilfe einer Skelettformel werden die Kationen von Aluminium und Kalzium ausgeglichen, gefolgt von den Anionen der mehratomigen Hydroxid-und Sulfat-Ionen. Zuletzt werden die Koeffizienten angepasst, um eine insgesamt ausgeglichene Gleichung zu erhalten.