Chemische Gleichungen ausgleichen
Geben Sie eine chemische Gleichung mit = zwischen Edukten und Produkten ein, um die Ausgleichskoeffizienten zu ermitteln. Der Rechner zeigt eine ausgeglichene Gleichung an, wenn er die Formeln verarbeiten kann.
Chemische Gleichung ausgleichen
Formel zum Ausgleichen chemischer Gleichungen
Dabei gilt:
- \(r\) und \(s\) — die Anzahl der Edukt- und Produktstoffe.
- \(a_i\) und \(b_j\) — die Koeffizienten vor den Edukt- und Produktformeln.
- \(n_{E,i}^{(R)}\) und \(n_{E,j}^{(P)}\) — die Anzahl der Atome des Elements \(E\) in jeder Edukt- und Produktformel.
In einer ausgeglichenen Gleichung ist die Gesamtzahl der Atome jedes Elements auf beiden Seiten gleich. Nur die Koeffizienten dürfen verändert werden; eine Änderung der Indizes würde den Stoff selbst verändern.
Ausgleichen chemischer Gleichungen – Rechenbeispiel
Beispiel: Geben Sie H2 + O2 = H2O ein, um die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser auszugleichen.
Seien die Koeffizienten von H2, O2 und H2O \(a\), \(b\) und \(c\). Das Abzählen der Wasserstoff- und Sauerstoffatome ergibt:
\[2a=2c,\qquad 2b=c\]
Mit \(b=1\) liefern diese Gleichungen \(c=2\) und \(a=2\):
\[2\mathrm{H}_2+\mathrm{O}_2\rightarrow 2\mathrm{H}_2\mathrm{O}\]
Ergebnis: 2H2 + O2 → 2H2O. Beide Seiten enthalten vier Wasserstoffatome und zwei Sauerstoffatome.
So benutzen Sie den Rechner
- Geben Sie im Feld Chemische Gleichung links die Eduktformeln und rechts die Produktformeln ein. Verwenden Sie
+zwischen den Stoffen und=zwischen den beiden Seiten, wie inH2 + O2 = H2O. - Geben Sie die Formeln ohne vorangestellte Koeffizienten ein. Schreiben Sie Elementsymbole mit korrekter Groß- und Kleinschreibung und verwenden Sie normale Ziffern für Indizes:
Fe2O3, keine Formel mit Unicode-Tiefstellzeichen. - Lesen Sie das Ergebnis unter Ausgeglichene Gleichung ab. Prüfen Sie, dass jeder Stoff noch auf der beabsichtigten Seite steht und dass die Anzahl jedes Elements auf beiden Seiten des Reaktionspfeils übereinstimmt.
Was eine ausgeglichene chemische Gleichung bedeutet
Eine chemische Gleichung beschreibt, wie Edukte in Produkte umgewandelt werden. Beim Ausgleichen werden die beteiligten Atome bilanziert: Atome jedes Elements müssen vor und nach der Reaktion in gleicher Anzahl vorhanden sein. In H2 + O2 = H2O hat ein einzelnes Sauerstoffmolekül zwei Sauerstoffatome, ein einzelnes Wassermolekül hingegen nur eines. Das Ergänzen von Koeffizienten ergibt 2H2 + O2 → 2H2O mit übereinstimmenden Anzahlen an Wasserstoff- und Sauerstoffatomen.
Die Koeffizienten drücken ein Verhältnis aus, nicht unbedingt die in einem bestimmten Experiment vorliegenden Stoffmengen. In diesem Beispiel reagieren zwei Moleküle Wasserstoff mit einem Molekül Sauerstoff zu zwei Molekülen Wasser. Dasselbe Verhältnis 2:1:2 gilt in Mol. Wenn Sie eine Teilchenzahl in eine Stoffmenge in Mol umrechnen möchten, nutzen Sie den Rechner Atome in Mol umrechnen.
Der Ausgleich ist in der Regel der erste Schritt, bevor berechnet wird, wie viel Edukt benötigt wird oder wie viel Produkt entstehen könnte. Diese Berechnungen erfordern zusätzlich die molare Masse des Stoffes; der Rechner Atommasse hilft bei den Massen der Elemente in einer Formel. Eine ausgeglichene Gleichung allein sagt nichts über die Geschwindigkeit einer Reaktion, ihre Ausbeute oder darüber aus, ob sie unter den gegebenen Bedingungen abläuft.
Eingabebeschränkungen und praktische Prüfungen
Dieser Rechner eignet sich am besten für einfache Formeln aus Elementsymbolen mit optionalen ganzzahligen Indizes, wie H2, O2 und Fe2O3. Verwenden Sie ein Gleichheitszeichen als Reaktionstrennzeichen; ein Pfeil wird nicht als Ersatz akzeptiert. Der Eingabe-Parser berücksichtigt runde Klammern, eckige Klammern, Ionenladungen und bereits in die Gleichung eingegebene Koeffizienten nicht korrekt. Eine gruppierte Formel wie Ca(OH)2 kann er beispielsweise nicht zuverlässig interpretieren. Eine nicht unterstützte Eingabe kann zu einer Fehlermeldung oder einem falschen Ergebnis führen.
Die Ausgleichsmethode stellt Atom-Bilanzgleichungen auf und löst die Koeffizienten numerisch. Sie kann bei manchen Gleichungen scheitern oder unzuverlässige Koeffizienten liefern, insbesondere bei Gleichungen mit mehreren möglichen Ausgleichsverhältnissen oder nicht unterstützter Schreibweise. Überprüfen Sie wichtige Ergebnisse, indem Sie jedes Element auf beiden Seiten zählen; wenn die Anzahlen abweichen, verwenden Sie die angezeigte Gleichung nicht. Bei Ionenreaktionen genügen übereinstimmende Atomzahlen nicht: Auch die Gesamtladung muss ausgeglichen sein. Nutzen Sie den Rechner Redoxreaktionen ausgleichen, wenn die Reaktion eine spezielle Redox-Behandlung erfordert.
Häufig gestellte Fragen
Wie gleiche ich eine Verbrennungsgleichung von Hand aus?
Gleichen Sie zuerst Kohlenstoff aus, dann Wasserstoff und zuletzt Sauerstoff. Für die Verbrennung von Propan beginnen Sie mit C3H8 + O2 → CO2 + H2O. Drei Kohlenstoffatome erfordern 3CO2, acht Wasserstoffatome erfordern 4H2O. Die Produkte enthalten dann zehn Sauerstoffatome, was 5O2 erfordert. Das Ergebnis ist C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O.
Können Ausgleichskoeffizienten Brüche sein?
Brüche können während der Berechnung nützlich sein, aber die endgültige Gleichung wird normalerweise mit den kleinsten ganzzahligen Koeffizienten geschrieben. So hat z. B. C + ½O2 → CO übereinstimmende Atomzahlen. Die Multiplikation aller Koeffizienten mit zwei ergibt die übliche Form, 2C + O2 → 2CO. Multiplizieren Sie alle Koeffizienten gemeinsam; das Runden einzelner Brüche würde die Bilanz zerstören.
Warum lassen sich manche chemischen Gleichungen nicht ausgleichen?
Eine Gleichung lässt sich in der vorliegenden Form nicht ausgleichen, wenn ein Element nur auf einer Seite vorkommt. So enthält z. B. H2 + O2 → H2O + CO2 Kohlenstoff in den Produkten, aber keinen kohlenstoffhaltigen Edukt. Keine Wahl positiver Koeffizienten kann das beheben; eine Formel oder ein Stoff fehlt oder ist falsch. Prüfen Sie die vorgeschlagene Reaktion, bevor Sie einen Fehler im Rechner vermuten.
Kann ich ein unverändertes mehratomiges Ion als eine Gruppe behandeln?
Ja, wenn dieselbe mehratomige Gruppe auf beiden Seiten intakt erscheint, kann das Zählen der Gruppe als Einheit das Ausgleichen von Hand vereinfachen. In BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + NaCl ist die Gruppe SO4 bereits ausgeglichen; eine 2 vor NaCl gleicht Natrium und Chlor aus. Das ist eine Abkürzung fürs Ausgleichen von Hand, kein Hinweis darauf, dass der Rechner jede gruppierte Formel akzeptiert.
Wie rechne ich mit Ausgleichskoeffizienten Gramm aus?
Verwenden Sie die Koeffizienten als Molverhältnisse und rechnen Sie dann mit den molaren Massen zwischen Mol und Gramm um. In H2 + Cl2 → 2HCl kann ein Mol Cl2 zwei Mol HCl erzeugen. Teilen Sie eine gegebene Masse an Cl2 durch seine molare Masse, multiplizieren Sie mit zwei und multiplizieren Sie dann mit der molaren Masse von HCl. Das ergibt eine theoretische Menge; die tatsächliche Ausbeute kann geringer sein.
Zählen Elektronen beim Ausgleichen einer Ionen- oder Redoxgleichung mit?
Ja. Eine Ionengleichung muss sowohl Atome als auch die elektrische Gesamtladung erhalten, und Elektronen erfassen die in einer Redox-Teilgleichung übertragene Ladung. So hat z. B. Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ auf beiden Seiten gleiche Ladung. Ein Ergebnis, das die Atomzahlen, aber nicht die Ladung zur Deckung bringt, ist unvollständig. Verwenden Sie für Reaktionen mit expliziten Ladungen oder Elektronen eine Redox-Ausgleichsmethode anstelle dieses Rechners.