Simulation: Prinzip des Massenerhalts bei chemischen Reaktionen
Reaktionsgleichungen richtig ausgleichen.
Stelle die Koeffizienten so ein, dass Atombilanz und Massenbilanz stimmen ; die Waage zeigt an, ob die Gleichung ausgeglichen ist.
Die Waage vergleicht die Gesamtmasse beider Seiten.
Aufgaben
1 / 1
Atombilanz
Element
links
rechts
Differenz
Gesetz von der Erhaltung der Masse
Bei einer chemischen Reaktion gehen keine Atome verloren, und es kommen keine neuen dazu. Die Atome werden nur neu miteinander verbunden. Aus den Ausgangsstoffen (man nennt sie Edukte) werden neue Stoffe (die Produkte) — aber es sind genau dieselben Atome wie vorher, nur anders zusammengesetzt.
Es sind dieselben Atome wie vorher, nur anders miteinander verbunden. Darum ist die Masse am Ende genauso groß wie am Anfang.
Eine Reaktionsgleichung beschreibt die Reaktion mit Formeln. Sie ist ausgeglichen, wenn auf der linken und der rechten Seite von jedem Element gleich viele Atome stehen. Dafür stellst du die Koeffizienten ein — das sind die großen Zahlen vor den Formeln. Eine 2 vor H2O bedeutet zwei Wasser-Moleküle.
Wichtig ist der Unterschied zwischen zwei Zahlen: Der Koeffizient steht vor der Formel und sagt, wie oft das ganze Teilchen vorkommt. Der Index ist die kleine, tiefgestellte Zahl in der Formel (zum Beispiel die 2 in H2O). Sie gehört fest zur Formel und darf nicht verändert werden — sonst beschriebe die Formel einen anderen Stoff. Beim Ausgleichen veränderst du also nur die Koeffizienten, niemals die Indizes.
Eine Waage macht die Massenerhaltung sichtbar: Auf der einen Seite liegt die Masse aller Edukte, auf der anderen die Masse aller Produkte. Erst wenn von jedem Element auf beiden Seiten gleich viele Atome stehen, sind beide Seiten gleich schwer – der Balken steht waagerecht.
Historischer Hintergrund
Entdeckt wurde das Gesetz im 18. Jahrhundert durch sorgfältiges Wiegen: Der französische Chemiker Antoine Lavoisier führte Reaktionen in verschlossenen Gefäßen durch und wog vorher und nachher – die Gesamtmasse blieb stets gleich. Die Waage wurde damit zu einem der wichtigsten Messinstrumente der Chemie: Nicht das Aussehen der Stoffe zählt, sondern die messbare Masse.
Scheinbare Ausnahmen
Im Alltag scheint die Regel manchmal verletzt: Eine abgebrannte Kerze „verliert“ Masse, glühende Eisenwolle wird sogar schwerer. Der Grund ist in beiden Fällen derselbe: Es reagieren Gase mit, die man nicht sieht. Bei der Kerze entweichen die Produkte Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf in die Luft; die Eisenwolle bindet Sauerstoff aus der Luft. Wiegt man in einem geschlossenen System, in dem kein Stoff entweichen oder hinzukommen kann, stimmt die Bilanz immer.