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Hallo,
also ich habe Schwierigkeiten mit Reaktionsgleichungen aufstellen. Wir haben uns mit der Verbrennung von Alkanen und Alkoholen und so beschäftigt, und ich habe mal geübt, ein paar Reaktionsgleichungen aufzustellen, nur leider merke ich, dass das nicht so klappt...
Also ich weiß, dass bei der Verbrennung Sauerstoff [mm] O_{2} [/mm] benötigt wird, und das Kohlenstoffdioxid [mm] CO_{2} [/mm] und Wasser [mm] H_{2}O [/mm] entsteht.
mit ethanol konnte ich das noch:
[mm] C_{2}H_{5}+3O_{2} \to 2CO_{2}+3H_{2}O
[/mm]
das habe ich ohne Probleme geschafft, allerdings hänge ich jetzt bei propanol und pentanol... ich weiß, dass da
[mm] C_{3}H_{7}OH+9O_{2} \to 6CO_{2}+8H_{2}O [/mm] und
[mm] C_{5}H_{11}OH+15O_{2} \to 10CO_{2}+12H_{2}O [/mm] rauskommt!
Aber ich weiß nicht, wie ich dahin komme, also wo ich da mit dem Ausgleichen anfangen soll...
es wäre echt nett, wenn mir da vll mal jemand schrittweise bei helfen könnte!
Viele Grüße
Informacao
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Hallo,
du hast leider in jedem Beispiel einen Fehler. Es müsste heißen:
$ [mm] C_{2}H_{5}OH+3O_{2} \to 2CO_{2}+3H_{2}O [/mm] $
$ [mm] 2C_{3}H_{7}OH+9O_{2} \to 6CO_{2}+8H_{2}O [/mm] $
$ [mm] 2C_{5}H_{11}OH+15O_{2} \to 10CO_{2}+12H_{2}O [/mm] $
Warum? Weil man darauf achten sollte, dass links und rechts jeweils dieselben Anzahlen der entsprechenden Atome vorkommen!
Lösen wir das Problem für ein allgemeines Alkanal.
Die Summenformel einer solchen Verbindung ist (einfach mal testen):
[mm] $C_nH_{2n+2}O$.
[/mm]
Wir bezeichnen die Anzahlen der Alkohol-, Sauerstoff-, Kohlendioxid- und Wassermoleküle mit a, s, k bzw. w. Dann gilt allgemein:
$a\ [mm] C_nH_{2n+2}O [/mm] + s\ [mm] O_2 \to [/mm] k\ [mm] CO_2 [/mm] + w\ H_2O $
Daraus leiten wir wegen der gleichen Anzahlen an Atomen drei Gleichungen ab:
1. für C-Atome:
$a*n = k$
2. für H-Atome:
$2*a*n + 2a = 2w [mm] \Leftrightarrow [/mm] a*n + a = w $
3. für O-Atome:
$a + 2s = 2k + w$
Da wir $n$ durch den Alkohol vorgeben, müssen wir die anderen Variablen davon abhängig machen. Dieses Gleichungssystem ist zwar unterbestimmt, aber wir suchen ja die einfachste Lösung.
Wir erhalten durch Umformungen:
$k = a*n$
$w = [mm] a*\left(n+1\right)$
[/mm]
$s = [mm] \bruch{3}{2}*a*n$
[/mm]
Da $s$ durch einen Bruch definiert ist und ganzzahlig sein muss (wie alle Koeffizienten hier), wissen wir, dass das Produkt $a*n$ gerade sein muss. Daraus schließen wir auf die Lösung für die letzte Variable:
$a = [mm] \begin{cases}1, & \mbox{falls} n \mbox{gerade}\\ 2, & \mbox{falls} n \mbox{ungerade}\end{cases}$
[/mm]
So, jetzt hast du eine Formel, mit der du Alkohole mit dieser Form der Summenformel rechnerisch verbrennen kannst.
Gruß
Martin
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ich danke für die antwort!!
allerdings habe ich davon kein Wort verstanden....warum soll ich das in der schule mit so einer formel machen? ich will das nicht damit machen, weil so verstehe ich es nicht! ich will es verstehen, indem ich sehe, wie man es macht...wo man anfängt mit ausgleichen und so weiter....
kann mir da bitte mal jemand einfacher helfen? 
viele grüße
informacao
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OK, keine Panik, das kriegen wir auch noch hin. Ich wolte ja nur zeigen, wie man das systematisch angehen könnte...
Aber schauen wir uns das Pentanol noch einmal an.
Schritt für Schritt würde ich das so machen (beachte, dass bei den Zwischenschritten nicht ganz korrekte Schreibweisen benutzt werden, nur zum Verständnis!):
[mm] $C_5H_{11}OH [/mm] = [mm] C_5H_{12}O$ [/mm] Summenformeln helfen, die Anzahl der Atome zu überblicken
[mm] $C_5H_{12}O [/mm] + [mm] ...O_2 \to ...CO_2 [/mm] + ...H_2O$
Wir wissen, dass der Kohlenstoff im [mm] $CO_2$ [/mm] nur aus dem Pentanol stammen kann. Also nehmen wir erst einmal 5 [mm] $CO_2$-Moleküle, [/mm] weil im einem Pentanolmolekül 5 Kohlenstoffatome enthalten sind:
[mm] $C_5H_{12}O [/mm] + [mm] ...O_2 \to [/mm] 5\ [mm] CO_2 [/mm] + ...H_2O$
Entsprechendes gilt für den Wasserstoff im Wasser. Da im Wassermolekül 2 Wasserstoffatome enthalten sind, benötigen wir zum Ausgleich der 12 Atome im Pentanol 6 $H_2O$-Moleküle:
[mm] $C_5H_{12}O [/mm] + [mm] ...O_2 \to [/mm] 5\ [mm] CO_2 [/mm] + 6\ H_2O$
Jetzt müssen wir den Sauertoff links ausgleichen. Dazu zählen wir auf der rechten Seite die Sauerstoffatome zusammen: 5*2+6 = 16 und ziehen davon das eine Sauerstoffatom des Pentanols ab. Wir erhalten also 15 Atome reinen Sauerstoffs. Da Sauerstoff zweiatomig vorkommt, kommen wir aus 7,5 Moleküle:
[mm] $C_5H_{12}O [/mm] + 7,5\ [mm] O_2 \to [/mm] 5\ [mm] CO_2 [/mm] + 6\ H_2O$
Das könnte man fast stehen lassen. Aber wir wollen nur ganzzahlige Molekülanzahlen verwenden. Deshalb müssen wir die geamte Reaktionsgleichung verdoppeln und erhalten:
$2\ [mm] C_5H_{12}O [/mm] + 15\ [mm] O_2 \to [/mm] 10\ [mm] CO_2 [/mm] + 12\ H_2O$
Ich denke, jetzt dürfte es etwas klarer sein als mit der Herleitung der Formel.
Gruß
Martin
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hallo martin!
das hat mir jetzt sehr geholfen...aber eins ist mir noch nicht ganz klar geworden...als letztes muss man ja den sauerstoff ausgleichen. das sind auf der rechten seite 16 . warum muss man das eine sauerstoff atom auf der linken seite einfach abziehen? ich weiß, dass sauerstoff nur als =_{2} vorkommen kann, aber ich verstehe nicht, warum man das einfach abziehen muss...!?
Gibt es eigentlich eine kontinuirliche Abfolge, welches Atom man immer zu erst ausgleichen muss??
Danke schonmal für die Hilfe,
Viele Grüße
Informacao
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Hallo,
ich habe ja nur die Anzahl der Sauerstoffatome berechnet, die links als [mm] $O_2$ [/mm] vorliegen. Von der rechten Anzahl musste ich deshalb eines abziehen, weil ja im Pentanol bereits ein Sauerstoffatom enthalten ist:
1(in Pentanol) + 15(in [mm] $O_2$) [/mm] = 10(in [mm] $CO_2$) [/mm] + 6(in $H_2O$)
16 = 16
Man muss ja alle Verbindungen auf beiden Seiten berücksichtigen!
Zur Reihenfolge:
Wie in der Mathematik: Man löst die Gleichung, die am einfachsten ist.
Man fängt mit den $C$- und den $H$-Atomen an, weil sie rechts nur in jeweils einer Verbindung vorkommen (ob $C$ oder $H$ zuerst, ist egal).
Sobald man mit $C$ und $H$ fertig ist, steht ja auch schon auf der rechten Seite die Anzahl der $O$-Atome fest, die man nun wieder links ausgleichen muss.
Am Ende muss man die ganze Reaktionsgleichung ganzzahlig machen.
Gruß
Martin
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