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Chemische Symbolsprache - Referat
Die chemische Symbolsprache
Man kann naturwissenschaftliche Sachverhalte in vielen Fällen mit einem Text darstellen. Ablaufende Reaktionen, die Struktur oder Zusammensetzung von Verbindungen sind meistens auf diese Weise nicht zu zeigen. Hier muss die chemische Symbolsprache eingesetzt werden.
Wir beginnen mit den Elementsymbolen.
Bedeutung der Elementsymbole
Das Elementsymbol steht zuerst einmal für ein bestimmtes Element mit charakteristischen stoffspezifischen Eigenschaften oder für ein einzelnes Atom dieses Elementes.
Elementsymbol S: das Element Schwefel oder ein Schwefelatom
Wir beschränken uns auf die Eigenschaften des Schwefelatoms.
Masse: 32 u
Nukleonen: 16 Protonen und 16 Elektronen
Hülle: 16 Elektronen
In einer Reaktionsgleichung kann dem Elementsymbol eine weitere Bedeutung zugeordnet werden, die Stoffmenge.
1 S bedeutet dann eine Stoffportion Schwefel mit der Stoffmenge n(S) = 1 mol, das heißt eine Stoffportion Schwefel, die sich aus ca 6 • 1023 Schwefelatomen zusammensetzt.
Da jedes Schwefelatom die Masse m(1S) = 32 u besitzt, kann man die Masse dieser Stoffportion Schwefel berechnen. Sie ist m = 32 g.
1S bedeutet in einer Reaktionsgleichung demnach auch eine Stoffportion Schwefel mit der Masse 32 Gramm.
In Reaktionsgleichungen werden manchmal, abweichend von den Elementsymbolen des Periodensystems, Symbole verwendet, die die Teilchenart des Elementes näher beschreiben.
Alle gasförmigen Elemente (Ausnahme: einatomige Edelgase) liegen in Form von zweiatomigen Molekülen vor. In Reaktionsgleichungen erhält das Elementsymbol den Index 2. (H2, N2, O2, F2, Cl2.
Daneben erhalten auch die Elementsymbole der Elemente Brom und Jod den Index 2. Brom verdampft schon bei Zimmertemperatur. Es liegen im Dampf Br2- Moleküle vor. Jod ist ein Feststoff. Beim Erwärmen sublimiert dieser, der gasförmige Zustand wird übersprungen. Joddämpfe bestehen aus I2- Molekülen.
Die Bedeutung der Verbindungssymbole
Das Verbindungssymbol gibt zuerst einmal Auskunft über die Art der Elemente, aus denen sie sich zusammensetzt und über das Atomzahlverhältnis der Elemente.
Deshalb nennt man diese Verbindungssymbole auch Verhältnisformeln.
Fe2O3 In der Verbindung Eisenoxid sind die Elemente Eisen und Sauerstoff
chemisch gebunden enthalten. Das Atomzahlverhältnis ist N(Fe) : N(O) = 2 : 3.
Na3PO4 In der Verbindung Natriumphosphat sind die Elemente Natrium, Phosphor, und Sauerstoff chemisch gebunden enthalten. Das Atomzahlverhältnis ist N(Na) : N(P) : N(O) = 3 : 1 : 4.
CO2 In der Verbindung Kohlenstoffdioxid sind die Elemente Kohlenstoff und Sauerstoff chemisch gebunden enthalten. Das Atomzahlverhältnis ist N(C) : N(O) = 1 : 2.
H2SO4 In der Verbindung Schwefelsäure sind die Elemente Wasserstoff, Schwefel und Sauerstoff chemisch gebunden enthalten.
Das Atomzahlverhältnis ist N(H) : N(S) : N(O) : 2 : 1 : 4.
Diese vier Verhältnisformeln gehören zu zwei unterschiedlichen Verbindungsgruppen.
Eisenoxid und Natriumphosphat gehören zu den ionischen Verbindungen. Sie bestehen
aus Ionengittern, Eisenoxid aus Fe3+ - Ionen und O2- - Ionen (Oxidionen), Natriumphosphat
aus Na+ - Ionen und PO43- - Ionen (Phosphationen).
In diesen Fällen stellt die Verhältnisformel das kleinste Ionenverhältnis dar.
Eine Stoffportion der Verbindung ist demnach ein Vielfaches der durch die
Verhältnisformel dargestellten gedachten Einheit, die auch Formeleinheit genannt wird.
Kohlenstoffdioxid und Schwefelsäure gehören zu den Molekülverbindungen, sie
bestehen aus Molekülen.
In diesen Fällen zeigt die Verhältnisformel die Zusammensetzung eines Moleküls.
Wie bei den Atomsymbolen geben die Verhältnisformeln der Verbindungen Informationen
über Massen und Teilchenzahlen von Stoffportionen.
Na3PO4 Eine Formeleinheit Natriumphosphat hat die Masse
m (1 Na3PO4) = 164 u
Eine Stoffportion Natriumphosphat mit der Stoffmenge n (Na3PO4) = 1 mol besteht aus N(Na3PO4) = 6 • 10 23 Formeleinheiten Natriumphosphat.
Eine Stoffportion Natriumphosphat mit der Stoffmenge n (Na3PO4) = 1 mol
hat die Masse m(Na3PO4) = 164 g.
H2SO4 Ein Molekül Schwefelsäure hat die Masse m (1 H2SO4) = 98 u.
Eine Stoffportion Schwefelsäure mit der Stoffmenge n (H2SO4) = 1 mol besteht aus N(H2SO4) = 6 • 10 23 Molekülen Schwefelsäure.
Eine Stoffportion Schwefelsäure mit der Stoffmenge n (H2SO4) = 1 mol
hat die Masse m(H2SO4) = 98 g.
Die Reaktionsgleichung
Die Reaktionsgleichung gibt die chemische Reaktion wieder. Sie macht Aussagen über
- die Art und Zusammensetzung von Edukten und Produkten,
- das Molverhältnis der reagierenden Edukte,
- das Molverhältnis der gebildeten Produkte.
Beim Aufstellen einer Reaktionsgleichung müssen wir achten auf
- die Richtigkeit der Verhältnisformeln,
- die Vollständigkeit der Edukte und Produkte,
- das Einhalten der Massenerhaltung ( links und rechts gleiche Art und Anzahl der Atome)
2 Fe2O3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO2
Eisenoxid reagiert mit Kohlenstoff. Dabei entstehen die Produkte Eisen und Kohlenstoffdioxid.
Zwei Formeleinheiten Eisenoxid reagieren mit drei Kohlenstoffatomen. Dabei entstehen vier Eisenatome und drei Moleküle Kohlenstoffdioxid.
Zwei Mol Eisenoxid reagieren mit drei Mol Kohlenstoff. Dabei entstehen vier Mol Eisen und drei Mol Kohlenstoffdioxid.
Das Molverhältnis der Edukte ist:
n(Fe2O3) : n(C) = 2 : 3
Die Edukte reagieren im Verhältnis 2 : 3 miteinander.
Das Molverhältnis der Produkte ist :
n(Fe) : n(CO2) = 4 : 3
Die Produkte entstehen im Molverhältnis 4 : 3.
320 Gramm Eisenoxid reagieren mit 36 Gramm Kohlenstoff. Dabei entstehen 224 Gramm Eisen und 132 Gramm Kohlenstoffdioxid.
Dieses Referat wurde eingesandt vom User: Lisa10
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