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Stöchiometrie
Chemie · Klasse 10–12 · 4 Blätter · 31 Aufgaben
LehrplanHessen: Verwandlungen – Chemische Reaktion · bis Ende Jg. 9/10Hessen: E.2 Protolysereaktionen
Die Koeffizienten einer Reaktionsgleichung sind ein Rezept. Stöchiometrie heißt, dieses Rezept auf echte Mengen anzuwenden — immer über die Stoffmenge, nie direkt über Gramm.
Worum es geht
Die Gleichung 2 Mg + O₂ → 2 MgO sagt: Aus 2 mol Magnesium entstehen 2 mol Magnesiumoxid. Die Koeffizienten geben also das Stoffmengenverhältnis an, nicht das Massenverhältnis. Wer eine Masse sucht, geht deshalb drei Schritte: Masse in Stoffmenge umrechnen, mit dem Verhältnis der Koeffizienten auf den gesuchten Stoff schließen, Stoffmenge zurück in Masse umrechnen.
Die Rechenkette
| Schritt | Formel | Beispiel N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ |
|---|---|---|
| Masse → Stoffmenge | n(A) = m(A) / M(A) | 28,0 g N₂ : 28,01 g/mol ≈ 1,00 mol |
| Verhältnis anwenden | n(B) = n(A) · Koeff.(B) / Koeff.(A) | n(NH₃) = 1,00 · 2/1 = 2,00 mol |
| Stoffmenge → Masse | m(B) = n(B) · M(B) | 2,00 mol · 17,03 g/mol = 34,06 g |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: 2 Mg + O₂ → 2 MgO. Welche Masse MgO entsteht aus 12 g Mg? (M(Mg) = 24,31 g/mol; M(MgO) = 40,30 g/mol; 2 NKS)
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Stoffmenge Mg | n(Mg) = 12 g / 24,31 g/mol = 0,4936 mol | die Gleichung rechnet in Mol, also erst in Mol umrechnen |
| 2 · Verhältnis | n(MgO) = 0,4936 · 2/2 = 0,4936 mol | vor Mg und MgO steht dieselbe Zahl: jedes Mg-Atom wird zu einer MgO-Einheit |
| 3 · Masse MgO | m = 0,4936 mol · 40,30 g/mol = 19,89 g | zurück zur Masse, weil nach Gramm gefragt ist |
| 4 · Sauerstoff zur Probe | n(O₂) = 0,4936/2 = 0,2468 mol → 7,90 g | Massenerhaltung: 12 g + 7,90 g ≈ 19,9 g |
Der typische Fehler
Die Koeffizienten auf Gramm anwenden. Man liest „2 Mg ergeben 2 MgO“ und schließt: 12 g Mg ergeben 12 g MgO. Die Koeffizienten zählen aber Teilchen, und ein MgO-Teilchen ist schwerer als ein Mg-Atom, weil der Sauerstoff dazukommt. Deshalb führt der Weg immer über die Stoffmenge.
So prüfst du dein Ergebnis
Massenerhaltung. Rechne auch die übrigen Edukte aus: Die Summe der Eduktmassen muss die Summe der Produktmassen ergeben, bis auf Rundung. Außerdem: Ein Produkt, das Atome aus mehreren Edukten enthält, muss schwerer sein als jedes einzelne Edukt, aus dem es entsteht.