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Chemische Gleichungen

Chemische Symbole und Formeln dienen dazu, die chemischen Reaktionen zu beschreiben, wobei die Symbole die einzelnen Elemente bezeichnen. Daher enthält eine chemische Reaktionsgleichung auf der einen Seite die Symbole der Edukte (eingesetzten Stoffe) und auf der anderen Seite die Symbole und Mengen der Produkte. Als Beispiel soll die chemische Reaktion dienen, bei der Methan CH₄ in Sauerstoff O₂ zu Kohlendioxid CO₂ und Wasser H₂O verbrennt:

Weil die Atome bei chemischen Reaktionen erhalten bleiben, muss für jedes Element (jede Atomsorte) auf beiden Seiten der Gleichung jeweils dieselbe Anzahl von Atomen stehen:

Ein Pfeil in chemischen Gleichungen bedeutet so viel wie „ergibt”. Zahlenfaktoren werden nur dann explizit ausgeschrieben, wenn sie von 1 abweichen. Damit erhält man eine stöchiometrische Reaktionsgleichung, in der also die elektrischen Ladungen und die Atomanzahlen jeder Elementsorte auf beiden Seiten gleich sind:

Im Periodensystem der Elemente werden meist auch deren Atommassen (Atomgewicht) in der Einheit u angegeben. Nach dem deutschen Einheitengesetz (1970) entspricht eine atomare Masseneinheit (1 u) 1/12 eines Atoms des Kohlenstoff-12-Isotops. Einige beispielhafte Werte sind (die stabilsten Isotope): 12,01 u für natürlichen Kohlenstoff (ein Isotopengemisch), 1,01 u für Wasserstoff und 16,00 u für Sauerstoff.

Also reagieren in der Beispielreaktion 16,05 u CH₄ mit 64,00 u O₂ und ergeben 44,01 u CO₂ und 36,04 u H₂O. Man kann auch sagen: 1 Mol Methan reagiert mit 2 Mol Sauerstoff zu 1 Mol Kohlendioxid und 2 Mol Wasser. Die Gesamtmassen auf beiden Seiten der Reaktionsgleichung müssen identisch sein: