Lernziele
- Bestimmen Sie molekulare und ionische Gleichungen.
- Beispiele für Molekül- und Ionengleichungen nennen.
„Nur ein bisschen Regen…“
Eines der unglücklichen Nebenprodukte unserer Industriegesellschaft ist saurer Regen. Schwefeldioxid aus der Kohleverbrennung und Stickoxide aus Autoabgasen bilden beide Säuren. Wenn diese Säuren mit Kalkstein (Kalziumkarbonat) reagieren, kommt es zu Reaktionen, die den Kalkstein auflösen und Wasser und Kohlendioxid freisetzen. Im Laufe der Zeit werden die Strukturen schwer geschädigt.
Molekular- und Ionengleichungen
Wenn ionische Verbindungen in Wasser gelöst werden, brechen die polaren Wassermoleküle das feste Kristallgitter auf, wodurch die hydratisierten Ionen gleichmäßig im Wasser verteilt werden. Dieser Vorgang wird als Dissoziation bezeichnet und ist der Grund dafür, dass alle ionischen Verbindungen starke Elektrolyte sind. Wenn zwei verschiedene ionische Verbindungen, die in Wasser gelöst wurden, gemischt werden, kann eine chemische Reaktion zwischen bestimmten Paaren der hydratisierten Ionen stattfinden.
Betrachten Sie die doppelte Austauschreaktion, die auftritt, wenn eine Lösung von Natriumchlorid mit einer Lösung von Silbernitrat gemischt wird.
Die treibende Kraft hinter dieser Reaktion ist die Bildung des Silberchlorid-Niederschlags.
Abbildung 1. Der weiße Silberchlorid-Niederschlag bildet sich sofort, wenn eine Lösung von Silbernitrat zu einer Lösung von Natriumchlorid hinzugefügt wird. Bild von Wikimedia.
Dies nennt man eine Molekulargleichung. Eine Molekülgleichung ist eine Gleichung, in der die Formeln der Verbindungen so geschrieben werden, als ob alle Stoffe als Moleküle existieren. Es gibt jedoch eine bessere Möglichkeit, die Vorgänge bei dieser Reaktion darzustellen. Alle wässrigen Verbindungen sollten als Ionen geschrieben werden, da sie aufgrund ihrer Dissoziation als getrennte Ionen im Wasser vorhanden sind.
Diese Gleichung wird als Ionengleichung bezeichnet, eine Gleichung, in der gelöste ionische Verbindungen als freie Ionen dargestellt werden.
Einige andere Doppelaustauschreaktionen erzeugen keinen Niederschlag als eines der Produkte. Auch die Erzeugung eines Gases und/oder einer molekularen Verbindung wie Wasser kann die Reaktion antreiben. Ein Beispiel dafür ist die Reaktion einer Natriumcarbonatlösung mit einer Salzsäurelösung (HCl). Die Produkte der Reaktion sind wässriges Natriumchlorid, Kohlendioxid und Wasser. Die ausgeglichene Molekülgleichung lautet:
Die Ionengleichung lautet:
Eine einfache Ersatzreaktion ist eine Reaktion, bei der ein Element ein anderes Element in einer Verbindung ersetzt. Ein Element befindet sich entweder im festen, flüssigen oder gasförmigen Zustand und ist kein Ion. Das folgende Beispiel zeigt die Reaktion von festem Magnesiummetall mit wässrigem Silbernitrat zur Bildung von wässrigem Magnesiumnitrat und Silbermetall.
Balancierte Molekülgleichung:
Ionengleichung:
Diese Art von Einzelersatzreaktion wird als Metallersatz bezeichnet. Andere häufige Kategorien von Einzelersatzreaktionen sind der Wasserstoffersatz und der Halogenersatz.
Zusammenfassung
- Beispiele für Molekül- und Ionengleichungen werden gezeigt.
Übung
Lesen Sie das Material unter dem folgenden Link und lösen Sie die Übungsgleichungen:
www.chemteam.info/Equations/DoubleReplacement.html
Review
- Was bedeuten die kleinen Buchstaben hinter den Verbindungen?
- Warum ist es wichtig, den Zustand jeder Verbindung anzugeben?
- Was sagen uns Ionengleichungen?
Glossar
- Ionengleichung: Eine Gleichung, in der gelöste ionische Verbindungen als freie Ionen dargestellt werden.
- Molekulargleichung: Eine Gleichung, in der die Formeln der Verbindungen so geschrieben werden, als ob alle Stoffe als Moleküle existieren.