In einer chemischen Reaktion werden Atome nie erschaffen und nie vernichtet — sie werden nur neu angeordnet. Genau deshalb müssen chemische Gleichungen ausgeglichen sein: dieselben Atome, die hineingehen, müssen auch herauskommen. Das Ausgleichen sieht zunächst einschüchternd aus, folgt aber einem klaren, wiederholbaren Verfahren. Hier steht genau, wie es geht.
Geht das Ausgleichen von Gleichungen immer wieder schief, wie man es auch versucht?
In einem Beratungsgespräch finden wir genau die Stelle, an der das Denken abbricht — ohne Druck, ohne Verpflichtung.
Warum Gleichungen ausgeglichen werden müssen
In jeder chemischen Reaktion gilt: Materie kann nicht erschaffen und nicht vernichtet werden. Die Gesamtzahl der Atome jedes Elements muss daher auf beiden Seiten der Gleichung gleich sein. Ausgleichen heißt nur, die Buchführung mit diesem Gesetz in Einklang zu bringen.
Eine nicht ausgeglichene Gleichung sagt, was reagiert und was entsteht, aber nicht die richtigen Mengen. Eine ausgeglichene Gleichung nennt das genaue Verhältnis — zum Beispiel, dass 2 Wasserstoffmoleküle mit 1 Sauerstoffmolekül reagieren. Die Chemie ist voll solcher Verhältnisse, und durch Ausgleichen findet man sie.
Koeffizienten und Indizes — die wichtigste Regel
Eine Gleichung gleicht man aus, indem man die großen Zahlen vor den Formeln ändert (Koeffizienten). Die kleinen Zahlen niemals innerhalb einer Formel (Indizes) darf man ändern, denn das verändert den Stoff selbst.
- •
2 H₂Obedeutet 2 Wassermoleküle → 4 H-Atome und 2 O-Atome.- • Die 2 davor ist ein Koeffizient — die darf man ändern.
- • Die kleine 2 in
H₂ist ein Index — der darf nicht geändert werden.- • Ein Koeffizient multipliziert jedes Atom in der Formel, die ihm folgt.
AusH₂OeinH₂O₂zu machen, um den Sauerstoff auszugleichen, ist falsch — damit wird aus Wasser Wasserstoffperoxid, eine völlig andere Chemikalie. Zahlen gehören nur vor eine Formel.
Das Verfahren Schritt für Schritt
- 1. Schreiben Sie die nicht ausgeglichene Gleichung auf und zählen Sie die Atome jedes Elements auf beiden Seiten.
- 2. Gleichen Sie ein Element nach dem anderen über die Koeffizienten aus (H und O zum Schluss).
- 3. Zählen Sie nach jeder Änderung neu — ein Element in Ordnung zu bringen bringt oft ein anderes aus dem Gleichgewicht.
- 4. Prüfen Sie, ob alle Elemente übereinstimmen, und sorgen Sie dafür, dass die Koeffizienten die kleinsten ganzen Zahlen sind.
- Links: 2 H, 2 O. Rechts: 2 H, 1 O. Der Wasserstoff passt; der Sauerstoff nicht (2 gegen 1).
- Eine 2 vor H₂O setzen:
H₂ + O₂ → 2 H₂O. Jetzt ist der Sauerstoff 2 = 2. - Die rechte Seite hat jetzt
2 × 2 = 4H, die linke nur 2 H. - Eine 2 vor H₂ setzen:
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Jetzt ist H 4 = 4 und O 2 = 2. - Beide Seiten: 4 H, 2 O. Ausgeglichen!
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
- Links: 1 C, 4 H, 2 O. Rechts: 1 C, 2 H, 3 O. Der Kohlenstoff passt; H und O nicht.
- Links sind 4 H, rechts 2 H. Eine 2 vor H₂O setzen:
CH₄ + O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Jetzt ist H 4 = 4. - Rechts sind jetzt
2 (from CO₂) + 2 (from 2 H₂O) = 4O. Links nur 2 O. - Eine 2 vor O₂ setzen:
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Jetzt ist O 4 = 4. - Beide Seiten: 1 C, 4 H, 4 O. Ausgeglichen!
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Lassen Sie Wasserstoff und Sauerstoff zum Schluss. Sie treten in vielen Verbindungen gleichzeitig auf und ordnen sich daher meist von selbst, sobald die anderen Elemente ausgeglichen sind. Zuerst die „seltenen“ Elemente auszugleichen erspart viel Hin und Her.
Praktische Hinweise für schwierigere Gleichungen
- • Mehratomige Ionen als Einheit behandeln. Erscheint eine Gruppe wie SO₄ auf beiden Seiten unverändert, gleichen Sie sie als einen Block aus und nicht Element für Element.
- • Taucht ein Bruch auf, verdoppeln Sie alles. Aus einem Koeffizienten 1½ wird eine ganze Zahl, wenn Sie jeden Koeffizienten mit 2 multiplizieren.
- • Einzelne Elemente zuletzt ausgleichen. Ein reines Element wie O₂ oder Na lässt sich am Ende leicht anpassen, ohne etwas anderes zu stören.
- Links: 1 Na, 2 Cl. Rechts: 1 Na, 1 Cl. Das Chlor passt nicht (2 gegen 1).
- Eine 2 vor NaCl setzen:
Na + Cl₂ → 2 NaCl. Jetzt ist Cl 2 = 2. - Rechts sind jetzt 2 Na, links 1. Eine 2 vor Na setzen:
2 Na + Cl₂ → 2 NaCl. - Beide Seiten: 2 Na, 2 Cl. Ausgeglichen!
2 Na + Cl₂ → 2 NaCl
Kurzübersicht
| Tun | Nicht tun |
|---|---|
| Koeffizienten ändern (die Zahlen davor) | Indizes ändern (die Zahlen innerhalb der Formeln) |
| Ein Element nach dem anderen ausgleichen | Versuchen, alles auf einmal auszugleichen |
| Nach jeder Änderung neu zählen | Annehmen, frühere Elemente blieben ausgeglichen |
| Auf die kleinsten ganzen Zahlen kürzen | Brüche im Endergebnis stehen lassen |
- Atome bleiben erhalten — dieselben Atome, die hineingehen, müssen herauskommen (Gesetz von der Erhaltung der Masse).
- Ausgleichen heißt Koeffizienten ändern, niemals Indizes.
- Ein Koeffizient multipliziert jedes Atom in der Formel, die ihm folgt.
- Gleichen Sie ein Element nach dem anderen aus und lassen Sie H und O zum Schluss.
- Zählen Sie nach jeder Änderung neu.
- Kürzen Sie die Koeffizienten am Ende auf die kleinsten ganzen Zahlen.
Gleichen Sie aus: N₂ + H₂ → NH₃
Hinweis: Erst den Stickstoff, dann den Wasserstoff — Sie brauchen wohl eine 2 und eine 3.
Gleichen Sie aus: Mg + O₂ → MgO
Hinweis: Der Sauerstoff ist das Problem. Eine 2 vor MgO und eine 2 vor Mg lösen es.
Gleichen Sie aus: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O (Verbrennung von Propan)
Hinweis: Erst C, dann H, den Sauerstoff zum Schluss.
Gleichen Sie aus: Fe + O₂ → Fe₂O₃
Hinweis: Verdoppeln Sie alles, wenn beim Sauerstoff ein Bruch herauskommt.
Warum darf man beim Ausgleichen H₂O nie zu H₂O₂ machen?
Hinweis: Denken Sie daran, was aus dem Stoff dabei wird.
Als Nächstes: Reaktionstypen und Stoffmengenverhältnisse
Sobald Sie Gleichungen ausgleichen können, öffnen die Koeffizienten die nächste große Idee: Stoffmengenverhältnisse, mit denen man genau berechnet, wie viel Produkt eine Reaktion liefert. Wenn Ausgleichen sich noch nach Raten anfühlt, beginnen Sie mit einem Beratungsgespräch, und wir machen daraus ein Verfahren, auf das Sie sich verlassen können.