Diesen aiMOOC als Battle spielen: Deutsch, Klasse 7-8, G-Niveau

Chemische Reaktionsgleichungen - Chemie

Einleitung

Chemische Reaktionsgleichungen sind die Kurzschrift der Chemie. Sie zeigen, welche Stoffe reagieren, welche Stoffe entstehen und in welchem Zahlenverhältnis die Teilchen beteiligt sind. Links vom Reaktionspfeil stehen die Edukte, rechts die Produkte. Eine korrekt ausgeglichene Gleichung enthält auf beiden Seiten gleich viele Atome jedes Elements.^[1]

In diesem aiMOOC lernst Du, Reaktionsgleichungen zu lesen, aufzustellen, auszugleichen und zu überprüfen. Die Beispiele sind für den Chemieunterricht in der Schule gedacht.

Lernziele

Nach der Bearbeitung kannst Du:

Edukte und Produkte unterscheiden.
Wortgleichungen in Formelgleichungen übertragen.
Koeffizienten zum Ausgleichen verwenden.
erklären, warum Indizes beim Ausgleichen nicht verändert werden dürfen.
Atomanzahlen und bei Ionenreaktionen auch Ladungen kontrollieren.
einfache Reaktionsgleichungen deuten und auf neue Beispiele übertragen.

Grundidee

Aufbau einer Reaktionsgleichung

Eine Reaktionsgleichung folgt meist diesem Schema:

$Edukte ⟶ Produkte$

Das Pluszeichen trennt mehrere Stoffe. Der Reaktionspfeil zeigt die Richtung der Stoffumwandlung. Bei einer umkehrbaren Gleichgewichtsreaktion wird ein Doppelpfeil verwendet.

Beispiel für die Bildung von Wasser:

$2 H_{2} + O_{2} ⟶ 2 H_{2} O$

Wortgleichung und Formelgleichung

Eine Wortgleichung nennt die Stoffnamen:

Wasserstoff + Sauerstoff → Wasser

Eine Formelgleichung verwendet chemische Symbole und Formeln:

$2 H_{2} + O_{2} ⟶ 2 H_{2} O$

Die Formelgleichung liefert zusätzliche Informationen über die beteiligten Teilchen und ihre Zahlenverhältnisse.

Das Ausgleichen

Warum muss ausgeglichen werden?

Bei chemischen Reaktionen werden Atome neu angeordnet. Sie verschwinden nicht und entstehen nicht neu. In einem geschlossenen System bleibt deshalb die Gesamtmasse erhalten.^[2]

Die Abbildung zur Methanverbrennung zeigt, dass vor und nach der Reaktion dieselben Atomsorten in gleicher Anzahl vorhanden sind.

Schrittfolge zum Ausgleichen

Formeln festlegen: Schreibe die korrekten Formeln aller Edukte und Produkte auf.
Atome zählen: Zähle jedes Element auf beiden Seiten.
Koeffizienten setzen: Schreibe passende ganze Zahlen vor die Formeln.
Erneut prüfen: Kontrolliere alle Atomsorten und bei Ionen auch die Gesamtladung.
Kürzen: Verwende das kleinste ganzzahlige Verhältnis.

Beispiel Wasser

Unvollständig:

$H_{2} + O_{2} ⟶ H_{2} O$

Links befinden sich zwei Sauerstoffatome, rechts nur eines. Setze zuerst eine 2 vor Wasser:

$H_{2} + O_{2} ⟶ 2 H_{2} O$

Nun sind rechts vier Wasserstoffatome. Setze deshalb eine 2 vor Wasserstoff:

$2 H_{2} + O_{2} ⟶ 2 H_{2} O$

Kontrolle: links und rechts stehen vier Wasserstoffatome und zwei Sauerstoffatome.

Beispiel Methanverbrennung

Ausgang:

$C H_{4} + O_{2} ⟶ C O_{2} + H_{2} O$

Zuerst wird Wasser ausgeglichen, danach Sauerstoff:

$C H_{4} + 2 O_{2} ⟶ C O_{2} + 2 H_{2} O$

Die Koeffizienten lauten 1 : 2 : 1 : 2. Der Koeffizient 1 wird meist nicht geschrieben.

Wichtige Regeln

Koeffizienten und Indizes

Ein Koeffizient steht vor einer Formel. Er gibt die Anzahl von Teilchen oder Formeleinheiten beziehungsweise ihr Stoffmengenverhältnis an.

$3 H_{2} O$ bedeutet drei Wassermoleküle.

Ein Index gehört zur Stoffformel. In $H_{2} O$ zeigt die 2, dass ein Wassermolekül zwei Wasserstoffatome enthält. Beim Ausgleichen darfst Du Indizes nicht verändern, denn dadurch würdest Du einen anderen Stoff beschreiben. $H_{2} O$ ist Wasser, $H_{2} O_{2}$ ist Wasserstoffperoxid.

Zustandsangaben

Zustandsangaben können hinter einer Formel stehen:

$(s)$ : fest
$(l)$ : flüssig
$(g)$ : gasförmig
$(a q)$ : in Wasser gelöst

Beispiel:

$2 H_{2} (g) + O_{2} (g) ⟶ 2 H_{2} O (l)$

Reaktionsbedingungen

Über oder unter dem Reaktionspfeil können Bedingungen stehen, etwa Wärme, Licht, elektrischer Strom oder ein Katalysator. Diese Angaben verändern nicht die Atombilanz, erklären aber, unter welchen Bedingungen die Reaktion abläuft.

Typische Beispiele

Synthese

Bei einer Synthese entsteht aus mehreren Stoffen ein neuer Stoff.

$2 M g + O_{2} ⟶ 2 M g O$

Die Verbrennung von Magnesium liefert Magnesiumoxid. Das Experiment darf wegen des sehr hellen Lichts und der hohen Temperatur nur unter fachkundiger Aufsicht durchgeführt werden.

Zersetzung

Bei einer Zersetzung wird eine Verbindung in einfachere Stoffe zerlegt.

$2 H_{2} O ⟶ 2 H_{2} + O_{2}$

Für die Zerlegung von Wasser ist elektrische Energie nötig.

Verbrennung

Eine vollständige Verbrennung eines einfachen Kohlenwasserstoffs liefert bei ausreichender Sauerstoffzufuhr Kohlenstoffdioxid und Wasser.

$C H_{4} + 2 O_{2} ⟶ C O_{2} + 2 H_{2} O$

Neutralisation

Bei einer einfachen Neutralisation reagieren Säure und Lauge zu Salz und Wasser.

$H C l + N a O H ⟶ N a C l + H_{2} O$

Fällung

Bei einer Fällungsreaktion entsteht aus gelösten Ionen ein schwer löslicher Feststoff.

$A g^{+} (a q) + C l^{-} (a q) ⟶ A g C l (s)$

Bei Ionenreaktionen müssen sowohl die Atomanzahlen als auch die Gesamtladungen auf beiden Seiten übereinstimmen.

Mengenverhältnisse verstehen

Die Koeffizienten geben Stoffmengenverhältnisse an. Bei

$2 H_{2} + O_{2} ⟶ 2 H_{2} O$

reagieren zwei Mol Wasserstoff mit einem Mol Sauerstoff zu zwei Mol Wasser. Auf Teilchenebene bedeutet das: Zwei Wasserstoffmoleküle reagieren mit einem Sauerstoffmolekül zu zwei Wassermolekülen. Diese Mengenbeziehungen gehören zur Stöchiometrie.^[3]

Häufige Fehler vermeiden

Indizes verändert: Verändere nur Koeffizienten, niemals die Stoffformeln.
Ein Element vergessen: Fertige eine kleine Atomtabelle für beide Seiten an.
Zu früh gekürzt: Gleiche erst vollständig aus und kürze danach.
Bruchzahlen stehen gelassen: Multipliziere am Ende so, dass ganze Zahlen entstehen.
Ladung nicht geprüft: Kontrolliere bei Ionengleichungen zusätzlich die Gesamtladung.
Pfeil durch Gleichheitszeichen ersetzt: Eine Reaktionsgleichung verwendet einen Reaktionspfeil.

Mini-Übungen

Gleiche die Gleichungen zunächst selbst aus und vergleiche danach mit den Lösungen.

$N_{2} + H_{2} ⟶ N H_{3}$ wird zu $N_{2} + 3 H_{2} ⟶ 2 N H_{3}$ .
$F e + O_{2} ⟶ F e_{2} O_{3}$ wird zu $4 F e + 3 O_{2} ⟶ 2 F e_{2} O_{3}$ .
$A l + O_{2} ⟶ A l_{2} O_{3}$ wird zu $4 A l + 3 O_{2} ⟶ 2 A l_{2} O_{3}$ .
$C a C O_{3} ⟶ C a O + C O_{2}$ ist bereits ausgeglichen.
$C_{3} H_{8} + O_{2} ⟶ C O_{2} + H_{2} O$ wird zu $C_{3} H_{8} + 5 O_{2} ⟶ 3 C O_{2} + 4 H_{2} O$ .

Quellen und weiterführende Informationen

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was steht in einer Reaktionsgleichung links vom Reaktionspfeil? (Die Edukte) (!Die Produkte) (!Nur die Katalysatoren) (!Nur die Aggregatzustände)

Warum wird eine Reaktionsgleichung ausgeglichen? (Damit jede Atomsorte auf beiden Seiten gleich oft vorkommt) (!Damit alle Formeln gleich lang sind) (!Damit nur ein Produkt entsteht) (!Damit keine Koeffizienten vorkommen)

Welche Gleichung für die Wasserbildung ist ausgeglichen? (2 H2 + O2 → 2 H2O) (!H2 + O2 → H2O) (!H2 + 2 O2 → H2O) (!2 H2 + 2 O2 → H2O)

Was darf beim Ausgleichen verändert werden? (Die Koeffizienten vor den Formeln) (!Die Elementsymbole) (!Die Indizes in den Formeln) (!Die Namen der Stoffe)

Was bedeutet die Zahl 3 in 3 H2O? (Drei Wassermoleküle im Teilchenmodell) (!Drei Sauerstoffatome pro Wassermolekül) (!Ein neues Element) (!Drei Reaktionspfeile)

Welche Aussage über einen Index ist richtig? (Er gehört zur chemischen Formel eines Stoffes) (!Er darf beim Ausgleichen beliebig geändert werden) (!Er steht immer vor der Formel) (!Er bezeichnet die Reaktionsrichtung)

Welche Gleichung beschreibt die vollständige Verbrennung von Methan korrekt? (CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O) (!CH4 + O2 → CO + H2) (!CH4 → C + 2 H2) (!2 CH4 + O2 → 2 CO2 + H2O)

Wofür steht die Zustandsangabe g? (Gasförmig) (!Gelöst) (!Fest) (!Flüssig)

Was zeigt der Reaktionspfeil? (Die Richtung der Stoffumwandlung) (!Die Anzahl der Atome) (!Die elektrische Ladung) (!Die molare Masse)

Was muss bei einer Ionengleichung zusätzlich zur Atombilanz geprüft werden? (Die Gesamtladung) (!Die Farbe der Ionen) (!Die Versuchsdauer) (!Die Gefäßgröße)

Memory

Edukte	Ausgangsstoffe
Produkte	Entstehende Stoffe
Koeffizient	Zahl vor einer Formel
Index	Zahl innerhalb einer Formel
Reaktionspfeil	Richtung der Stoffumwandlung
Massenerhaltung	Gleiche Gesamtmasse im geschlossenen System
Stöchiometrie	Lehre von den Mengenverhältnissen
Zustandsangabe	Kennzeichnung mit s l g oder aq

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Edukte	Linke Seite der Reaktionsgleichung
Produkte	Rechte Seite der Reaktionsgleichung
Koeffizient	Zahl vor einer Stoffformel
Index	Fester Bestandteil einer Stoffformel
Reaktionspfeil	Trennt Ausgangsstoffe und Endstoffe
Aggregatzustand	Kennzeichnung als fest flüssig gasförmig oder gelöst

Kreuzworträtsel

Edukte	Wie heißen die Stoffe auf der linken Seite einer Reaktionsgleichung?
Produkte	Wie heißen die entstehenden Stoffe?
Koeffizient	Wie heißt die Zahl vor einer chemischen Formel?
Reaktionspfeil	Welches Zeichen zeigt die Richtung einer Stoffumwandlung?
Stöchiometrie	Wie heißt die Lehre von den Mengenverhältnissen chemischer Reaktionen?
Massenerhaltung	Welches Prinzip verlangt gleiche Gesamtmasse vor und nach der Reaktion?

LearningApps

Lückentext

Links vom Reaktionspfeil stehen die

. Rechts befinden sich die

. Der Pfeil zeigt die

. Beim Ausgleichen setzt Du Zahlen vor die Formeln, die

heißen. Die kleinen Zahlen innerhalb einer Formel heißen

. Indizes dürfen beim Ausgleichen nicht

werden. In einer ausgeglichenen Gleichung ist die Anzahl jeder

auf beiden Seiten gleich. Bei Ionengleichungen muss zusätzlich die

übereinstimmen. Die Koeffizienten beschreiben die stöchiometrischen

. Die Zustandsangabe aq bedeutet in Wasser

. Am Ende sollen die Koeffizienten im kleinsten ganzzahligen

stehen.

Offene Aufgaben

Leicht

Begriffskartei Reaktionsgleichungen: Gestalte Karten zu Edukt, Produkt, Koeffizient, Index und Reaktionspfeil. Ergänze jeweils Definition und Beispiel.
Teilchenmodell: Lege die Wasserbildung mit farbigen Papierkreisen oder Bausteinen nach und fotografiere die ausgeglichene Darstellung.
Fehlersuche: Erfinde drei absichtlich falsche Reaktionsgleichungen und markiere, woran man die Fehler erkennt.
Alltagsreaktion: Wähle eine Reaktion aus Alltag oder Unterricht und formuliere zunächst eine Wortgleichung.

Standard

Erklärvideo Reaktionsgleichungen: Produziere ein kurzes Video, in dem Du das Ausgleichen von $N_{2} + H_{2} ⟶ N H_{3}$ schrittweise erklärst.
Atomtabelle: Entwickle für drei Gleichungen eine Tabelle, die die Atomzahlen links und rechts vergleicht.
Versuchsprotokoll: Dokumentiere eine ungefährliche Schulreaktion unter Aufsicht und ordne Beobachtung, Wortgleichung und Formelgleichung einander zu.
Gleichungsvergleich: Vergleiche Synthese, Zersetzung, Verbrennung und Neutralisation anhand je eines selbst gewählten Beispiels.

Schwer

Massenerhaltung untersuchen: Plane einen Versuch mit geschlossenem Reaktionsgefäß, mit dem sich die Massenerhaltung überprüfen lässt. Begründe jede Sicherheitsmaßnahme.
Stöchiometrische Aufgabe: Entwickle eine Rechenaufgabe zur Wasserbildung und löse sie mithilfe der Koeffizienten und molaren Massen.
Ionengleichung: Leite aus einer Fällungsreaktion die gekürzte Ionengleichung ab und prüfe Atome sowie Ladungen.
Lernprodukt: Erstelle eine digitale Übung mit mindestens fünf Gleichungen, gestuften Hilfen und nachvollziehbaren Lösungen.

Lernkontrolle

Regel begründen: Erkläre mit den Stoffen Wasser und Wasserstoffperoxid, weshalb Indizes beim Ausgleichen nicht geändert werden dürfen.
Fehleranalyse: Untersuche die Gleichung $F e + O_{2} ⟶ F e_{2} O_{3}$ , beschreibe die Unstimmigkeit und gleiche sie aus.
Modellübertragung: Entwickle ein Teilchenmodell für $N_{2} + 3 H_{2} ⟶ 2 N H_{3}$ und erkläre, wie es die Massenerhaltung zeigt.
Offenes System: Begründe, weshalb die gemessene Masse bei einer Reaktion in einem offenen Gefäß scheinbar abnehmen kann.
Mengenbeziehung: Leite aus $2 H_{2} + O_{2} ⟶ 2 H_{2} O$ ab, wie sich eine Verdopplung der Sauerstoffmenge auf die benötigte Wasserstoffmenge auswirkt.
Reaktion auswählen: Entscheide, ob Synthese, Zersetzung, Neutralisation oder Fällung zu einem vorgegebenen Versuch passt, und begründe Deine Entscheidung mit einer Gleichung.

Lernnachweis

Für einen erfolgreichen Lernnachweis ist wichtig, dass Du:

Edukte, Produkte, Koeffizienten, Indizes und Reaktionspfeile sicher benennst.
korrekte Stoffformeln verwendest.
einfache Gleichungen mit kleinsten ganzzahligen Koeffizienten ausgleichst.
Atomzahlen und gegebenenfalls Ladungen nachvollziehbar kontrollierst.
die Gleichung auf Teilchen- und Stoffmengenebene deuten kannst.
typische Fehler erkennst und begründet verbesserst.
eine unbekannte Reaktion selbstständig in Wort- und Formelgleichung darstellen kannst.

OERs zum Thema

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Chemische Reaktionsgleichungen

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[1] Wikipedia: Reaktionsgleichung, abgerufen am 26. Juli 2026

[2] Wikipedia: Massenerhaltungssatz, abgerufen am 26. Juli 2026

[3] Wikipedia: Stöchiometrie, abgerufen am 26. Juli 2026

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