Wie lautet der stöchiometrische Koeffizient in der Reaktionsgleichung Wasserstoff + Kohlendioxid zu Methan und Wasser?

Question

Wie lautet der stöchiometrische Koeffizient in der Reaktionsgleichung Wasserstoff + Kohlendioxid zu Methan und Wasser?

Antwort

Verwandte Fragen

Wie berechnet man stöchiometrische Koeffizienten?

Gilt N/C = V/M in der Chemie?

Kann Methan als Säure oder Base wirken?

Was ist CH4?

Warum gibt es kein Methin?

Accepted Answer

Die Reaktionsgleichung lautet: \[ \text{Wasserstoff} + \text{Kohlendioxid} \rightarrow \text{Methangas} + \text{Wasser} \] Die chemischen Formeln sind: - Wasserstoff: \( \mathrm{H_2} \) - Kohlendioxid: \( \mathrm{CO_2} \) - Methangas (Methan): \( \mathrm{CH_4} \) - Wasser: \( \mathrm{H_2O} \) Die unbalancierte Gleichung: \[ \mathrm{H_2} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CH_4} + \mathrm{H_2O} \] Nun wird die Gleichung ausgeglichen: **Kohlenstoff:** Links: 1 (\(\mathrm{CO_2}\)), Rechts: 1 (\(\mathrm{CH_4}\)) → passt. **Sauerstoff:** Links: 2 (\(\mathrm{CO_2}\)), Rechts: 1 (\(\mathrm{H_2O}\)) → noch nicht ausgeglichen. **Wasserstoff:** Links: 2 (\(\mathrm{H_2}\)), Rechts: 4 (\(\mathrm{CH_4}\)) + 2 (\(\mathrm{H_2O}\)) = 6 → noch nicht ausgeglichen. Setze einen Koeffizienten vor \(\mathrm{H_2}\): Versuch mit 4 \(\mathrm{H_2}\): \[ 4\,\mathrm{H_2} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CH_4} + 2\,\mathrm{H_2O} \] **Überprüfung:** - Kohlenstoff: 1 links, 1 rechts - Wasserstoff: 4×2 = 8 links, 4 (Methan) + 2×2 = 8 rechts - Sauerstoff: 2 links, 2 rechts **Fazit:** Die stöchiometrischen Koeffizienten sind: \[ \boxed{4\,\mathrm{H_2} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CH_4} + 2\,\mathrm{H_2O}} \] Die Koeffizienten lauten also: **4 : 1 : 1 : 2**.

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Stöchiometrische Koeffizienten werden verwendet, um chemische Reaktionsgleichungen auszugleichen. Sie geben an, in welchem Verhältnis die Edukte (Ausgangsstoffe) und Produkte (Endstoffe) mit... [mehr]

Accepted Answer

Stöchiometrische Koeffizienten werden verwendet, um chemische Reaktionsgleichungen auszugleichen. Sie geben an, in welchem Verhältnis die Edukte (Ausgangsstoffe) und Produkte (Endstoffe) miteinander reagieren. Das Ziel ist, dass auf beiden Seiten der Reaktionsgleichung die gleiche Anzahl jedes Elements steht (Gesetz der Massenerhaltung). **Vorgehen zur Berechnung:** 1. **Aufstellen der Reaktionsgleichung:** Schreibe die unbalancierte Gleichung mit den korrekten Formeln der Edukte und Produkte auf. 2. **Zählen der Atome:** Zähle für jedes Element die Anzahl der Atome auf beiden Seiten der Gleichung. 3. **Koeffizienten einsetzen:** Setze vor die Formeln ganze Zahlen (Koeffizienten), um die Anzahl der Atome jedes Elements auf beiden Seiten auszugleichen. 4. **Schrittweise ausgleichen:** Beginne mit dem Element, das am seltensten vorkommt, oder mit dem Element, das nur in einer Verbindung auf jeder Seite vorkommt. Arbeite dich systematisch durch alle Elemente. 5. **Überprüfen:** Kontrolliere, ob alle Elemente auf beiden Seiten gleich oft vorkommen. **Beispiel:** Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser: Unbalanciert: H₂ + O₂ → H₂O 1. Zähle die Atome: - Links: 2 H, 2 O - Rechts: 2 H, 1 O 2. Sauerstoff ausgleichen (da rechts nur 1 O, links aber 2 O): H₂ + O₂ → 2 H₂O 3. Jetzt: - Links: 2 H, 2 O - Rechts: 4 H, 2 O 4. Wasserstoff ausgleichen: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O 5. Kontrolle: - Links: 4 H, 2 O - Rechts: 4 H, 2 O Jetzt ist die Gleichung ausgeglichen. Die stöchiometrischen Koeffizienten sind 2, 1, 2. **Tipp:** Bei komplexeren Gleichungen kann das Aufstellen eines Gleichungssystems helfen, um die Koeffizienten zu berechnen. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Chemie.de](https://www.chemie.de/lexikon/St%C3%B6chiometrie.html).

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Nein, die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt, da die Größen unterschiedliche physikalische Bedeutungen und Einheiten haben: - \( N \) steht meist für die Anzah... [mehr]

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Nein, die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt, da die Größen unterschiedliche physikalische Bedeutungen und Einheiten haben: - \( N \) steht meist für die Anzahl der Teilchen (z. B. Moleküle, Atome, Ionen). - \( C \) steht häufig für die Konzentration (z. B. molare Konzentration in mol/L). - \( V \) steht für das Volumen (z. B. in Litern). - \( M \) steht meist für die Stoffmenge (in Mol). Die Beziehungen zwischen diesen Größen sind: 1. **Konzentration:** \( C = \frac{n}{V} \), wobei \( n \) die Stoffmenge (in Mol) ist. 2. **Stoffmenge:** \( n = \frac{N}{N_A} \), wobei \( N_A \) die Avogadro-Konstante ist (\( 6{,}022 \times 10^{23} \) Teilchen/mol). Daraus ergibt sich: \[ C = \frac{n}{V} = \frac{N/N_A}{V} = \frac{N}{N_A \cdot V} \] Die Gleichung \( N/C = V/M \) ergibt sich daraus nicht. Die Einheiten stimmen auch nicht überein: - \( N/C \) hat die Einheit Teilchen \(\cdot\) Liter / Mol. - \( V/M \) hat die Einheit Liter / Mol. Nur wenn \( N \) die Stoffmenge in Mol ist (also \( N = n \)), dann wäre \( N/C = V \) und \( V/M = V/n \), aber das ist eine andere Beziehung. **Fazit:** Die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt. Es ist wichtig, die Definitionen und Einheiten der verwendeten Größen zu beachten.

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Ein Methan-Molekül (CH₄) kann nach den gängigen Säure-Base-Konzepten (Brønsted-Lowry und Lewis) weder als Säure noch als Base in nennenswertem Maße wirken. **Begr&uum... [mehr]

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Ein Methan-Molekül (CH₄) kann nach den gängigen Säure-Base-Konzepten (Brønsted-Lowry und Lewis) weder als Säure noch als Base in nennenswertem Maße wirken. **Begründung:** - **Als Brønsted-Säure:** Methan könnte theoretisch als sehr schwache Brønsted-Säure wirken, indem es ein Proton (H⁺) abgibt und ein Methanid-Ion (CH₃⁻) bildet. Allerdings ist die C–H-Bindung im Methan extrem stabil, und der pKₐ-Wert von Methan liegt bei etwa 50. Das bedeutet, dass Methan praktisch nicht als Säure reagiert, weil es sein Proton extrem ungern abgibt. - **Als Brønsted-Base:** Methan besitzt keine freien Elektronenpaare, die ein Proton aufnehmen könnten. Daher kann es auch nicht als Brønsted-Base wirken. - **Als Lewis-Base:** Methan hat keine freien Elektronenpaare, die es einem Elektronenakzeptor zur Verfügung stellen könnte. - **Als Lewis-Säure:** Methan hat kein Elektronenmangelzentrum, das Elektronen aufnehmen könnte. **Fazit:** Methan ist chemisch betrachtet extrem unreaktiv und zeigt praktisch kein Säure- oder Baseverhalten. In der Praxis wird Methan daher nicht als Säure oder Base betrachtet.

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CH₄ ist die chemische Formel für Methan. Methan ist ein farb- und geruchloses Gas, das zu den einfachsten Kohlenwasserstoffen gehört. Es besteht aus einem Kohlenstoffatom (C) und vier Wasser... [mehr]

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CH₄ ist die chemische Formel für Methan. Methan ist ein farb- und geruchloses Gas, das zu den einfachsten Kohlenwasserstoffen gehört. Es besteht aus einem Kohlenstoffatom (C) und vier Wasserstoffatomen (H). Methan ist ein Hauptbestandteil von Erdgas und entsteht unter anderem bei der Zersetzung organischer Stoffe unter Sauerstoffausschluss, zum Beispiel in Sümpfen oder im Verdauungstrakt von Wiederkäuern. Methan ist ein bedeutendes Treibhausgas, da es in der Atmosphäre zur globalen Erwärmung beiträgt. Es wird sowohl natürlich als auch durch menschliche Aktivitäten freigesetzt, etwa bei der Förderung von Erdgas und Erdöl, in der Landwirtschaft und bei der Abfallbehandlung.

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Methin ist ein hypothetisches Molekül, das aus einem Kohlenstoffatom und einem Wasserstoffatom besteht (CH). Es gibt mehrere Gründe, warum Methin nicht stabil ist und in der Natur nicht vork... [mehr]

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Methin ist ein hypothetisches Molekül, das aus einem Kohlenstoffatom und einem Wasserstoffatom besteht (CH). Es gibt mehrere Gründe, warum Methin nicht stabil ist und in der Natur nicht vorkommt: 1. **Stabilität**: Methin hätte nur ein Wasserstoffatom, was bedeutet, dass es keine vollständige Valenzschale hat. Kohlenstoff benötigt vier Bindungen, um stabil zu sein. Mit nur einem Wasserstoffatom kann Kohlenstoff nicht die notwendige Stabilität erreichen. 2. **Reaktivität**: Ein Molekül wie Methin wäre extrem reaktiv, da es bestrebt wäre, zusätzliche Bindungen einzugehen, um eine stabilere Konfiguration zu erreichen. Diese hohe Reaktivität würde dazu führen, dass es sofort mit anderen Molekülen reagiert und somit nicht isoliert existieren kann. 3. **Chemische Struktur**: In der organischen Chemie sind Moleküle mit einer ungeraden Anzahl von Wasserstoffatomen im Allgemeinen instabil. Methan (CH₄) ist das einfachste stabile Molekül, das Kohlenstoff und Wasserstoff enthält, da es die vier Bindungen des Kohlenstoffs vollständig ausfüllt. Aufgrund dieser Faktoren ist Methin kein stabiler oder existierender Stoff in der Chemie.