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Ionen und Salze

Zehn Aufgaben von der Elektronenbilanz bis zum Silberchlorid — erst übersetzen, dann rechnen.

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Aufgabenblock — AFB II

Zehn Aufgaben aus dem ganzen Kapitel, die mehrere Schritte verbinden: Ladung aus dem PSE, Formel, Elektronenbilanz und Stoffmenge. Erst den Ansatz überlegen, dann rechnen — mit gestuften Tipps, wenn du nicht weiterkommst.

A1
Magnesium verbrennt
AFB II

Ein Magnesiumband verbrennt mit greller Flamme zu weißem Magnesiumoxid: 2 Mg + O2 → 2 MgO.

a) Gib an, wie viele Elektronen ein Magnesiumatom abgibt. b) Ermittle, wie viele Elektronen bei der Reaktionsgleichung oben insgesamt übertragen werden.

Ansatz: Mg: II. Hauptgruppe. Zähle die Mg-Atome in der Gleichung.
Rechenweg: a) Mg → Mg2+ + 2 e−. b) 2 Mg-Atome · 2 e− = 4 e−.
Lösung: a) 2 b) 4
Vollständige Lösung
Jedes Mg-Atom gibt seine 2 Valenzelektronen ab (Mg → Mg2+ + 2 e−). In der Gleichung reagieren 2 Mg-Atome, also werden 4 Elektronen übertragen — genau so viele, wie das O2-Molekül aufnimmt (2 O-Atome · 2 e−). Hinweis: Abgegebene und aufgenommene Elektronen sind immer gleich viele.
A2
Aluminiumchlorid
AFB II

Aluminium reagiert heftig mit Chlor zu Aluminiumchlorid.

a) Bestimme den Index x in der Verhältnisformel AlCl_x. b) Gib an, wie viele Elektronen bei der Bildung einer Formeleinheit übertragen werden.

Ansatz: Ionenladungen aus dem PSE: Al (III. HG), Cl (VII. HG).
Rechenweg: Al3+ braucht drei Cl− für die Gesamtladung 0; jedes Cl-Atom nimmt 1 e− auf.
Lösung: a) 3 b) 3
Vollständige Lösung
Aluminium bildet Al3+, Chlor bildet Cl−. Für eine neutrale Formeleinheit braucht man drei Chlorid-Ionen: AlCl3. Das Al-Atom gibt dabei 3 Elektronen ab, jedes der drei Cl-Atome nimmt eines auf. Hinweis: Der Index gibt das Zahlenverhältnis der Ionen an, nicht eine Molekülgröße.
A3
Magnesiumnitrid
AFB II

Verbrennt Magnesium an der Luft, entsteht neben Magnesiumoxid auch etwas Magnesiumnitrid aus Mg2+- und Nitrid-Ionen.

a) Bestimme die Anzahl der Mg2+-Ionen und b) die Anzahl der Nitrid-Ionen in der Verhältnisformel.

Ansatz: Stickstoff steht in der V. Hauptgruppe: 8 − 5 = 3 aufgenommene Elektronen → N3−.
Rechenweg: kgV(2; 3) = 6: drei Mg2+ (+6) und zwei N3− (−6).
Lösung: a) 3 b) 2 → Mg3N2
Vollständige Lösung
Das Nitrid-Ion ist N3−. Die Ladungen 2+ und 3− gleichen sich erst beim kleinsten gemeinsamen Vielfachen 6 aus: 3 · (+2) = +6 und 2 · (−3) = −6. Formel: Mg3N2. Hinweis: Kreuzregel — die Ladungszahl des einen Ions wird zum Index des anderen.