Übungsaufgaben zum Aufstellen von Redoxreaktionen Stellen Sie unter Verwendung der Schrittfolge die Reaktionsgleichungen für folgende Redoxprozesse auf! Alle Reaktionen finden in wässriger Lösung statt. 1. Eisen(III)-Ionen reagieren mit Iodid-Ionen zu Eisen(II)-Ionen und Iod. 2. Dichromat-Ionen (Cr2 O2− 7) reagieren mit Iodid-Ionen zu Iod und Chrom(III)-Ionen. Die Reaktion findet im sauren pH-Wert-Bereich statt. 3. Schweflige Säure (H2 SO3) reagiert mit Iod zu Schwefelsäure und Iodwasserstoff. 4. Chrom(III)-Oxid reagiert mit Nitrat-Ionen zu Chromat-Ionen (CrO2− 4) und Nitrit− + Ionen (NO2). Dabei werden H -Ionen frei. 5. Quecksilber reagiert mit Salpetersäure (H+ und NO− 3) zu Quecksilber(II)-Ionen und Stickstoffmonoxid. Als Nebenprodukt entsteht Wasser. 6. Iod und Chlor reagieren zu Iodat-Ionen (IO− 3) und Chlorid-Ionen. 7. Stickstoffmonoxid und Salpetersäure reagieren zu Distickstofftetroxid und Wasser.
Die ganze Gleichung kann mit kleinen Buchstaben geschrieben werden. Richtig geschriebene Elemente (erster Buchstabe groß geschrieben) wird der Konverter unverändert lassen, so wie Sie es geschrieben haben. Warum ist es nötig die chemische Reaktion auszugleichen? Die ausgeglichene chemische Gleichung beschreibt genau die Menge von Reaktanten und Produkten in einer chemischen Reaktion. Das Massenerhaltungsgesetz besagt, dass sich bei chemischen Reaktionen die Masse nicht spürbar ändert. Damit die Gleichung aufgestellt wird, muss die Summe der elektrischen Ladungen auf beiden Seiten der Gleichung übereinstimmen. Anweisung für das Aufstellen von Redoxreaktionen 1. Schritt: Man schreibt die nicht aufgestellte Reaktion auf 2. Schritt: Die Redoxreaktion wird in Halbreaktionen aufgeteilt a) Die Oxidationszahlen von jedem Atom werden festgelegt b) Die Redox-Paare in der Reaktion werden identifiziert c) Die Redox-Paare werden in zwei Halbreaktionen kombiniert 3. Schritt: Die Atome werden in den Teilgleichungen aufgestellt a) Alle Atomen außer H und O werden ausgeglichen b) Die Ladungen werden ausbalanciert mit der H + oder OH - c) Die Atome des Sauerstoffes werden mit der Addierung von H 2 O ausbalanciert 4.
Basisvideo zum Aufstellen von Redoxgleichungen Fundamental ist hierbei das Bestimmen der Oxidationszahlen aller beteiligten Elemente - nur so kann bestimmt werden, welches die Oxidations- und welches die Reduktionsreaktion ist: Bestimmung der Oxidationszahlen Übungen und Aufgaben zum Thema Redoxreaktionen Wie der Name schon vermuten lässt, stehen dir hier einige Beispiele und Aufgaben zur Verfügung. Anhand der Begriffe und der zu lösenden Formel bekommst du bereits einen Vorgeschmack. Um den Übungseffekt zu verstärken, ist es ratsam, das Beispiel anhand der hier oder auch direkt im Beitrag gegeben Fakten selbst zu lösen und das Video anschließend zur Kontrolle zu nutzen. Übung Redoxreaktion 7 - Chrom(III)-Salz mit Wasserstoffperoxid/ basisch Übung Redoxreaktionen 8 -Dichromat mit Wasserstoffperoxid Praktische Anwendung von Redoxprozessen Damit das ganze Thema nicht zu abstrakt wirkt, sollen hier ein paar praktische Dinge genannt werden, bei denen Redoxprozesse die Grundlage bilden. Der Bereich Elektrochemie beherbergt einige Videotutorials, besonders sei hier die Galvanische Zelle genannt - dort findet der für die Reaktion nötige Elektronenfluss extern statt und kann genutzt werden.
Im Basischen würde würde man Hydroxid-Ionen, O H –, verwenden. M n O 4 − + 5 e − + 8 H + ⇌ Mn 2+ Jetzt stimmt zwar die Summe der Ladungen auf der linken und rechten Seite der Gleichung überein (jeweils +2), die Sauerstoffatome fehlen aber immer noch auf der rechten Seite. Der Massenausgleich erfolgt in der Regel durch die Bildung von Wasser aus Oxid-Ionen und Protonen. Da Protonen in wässriger Lösung nicht wirklich existieren, kann man hierfür auch die korrekteren Oxonium-Ionen schreiben. M n O 4 − + 5 e − + 8 H 3 O + ⇌ Mn 2+ + 12 H 2 O Die Summe der Ladungen und der Atome auf beiden Seiten der Teilgleichung stimmt überein. Elektronen haben keine nennenswerte Masse und gehen nur in die Ladungsbilanz ein. b) Teilgleichung der Oxidation Sauerstoff hat im Wasserstoffperoxid die Oxidationszahl -I und im Sauerstoffmolekül die Oxidationszahl 0. Da beide Moleküle zwei Sauerstoffatome enthalten, gibt Wasserstoffperoxid bei der Oxidation 2 Elektronen ab. H I 2 O − I 2 ⇌ O 0 2 + 2 e − Die Summe der Ladungen beträgt links 0 und rechts -2.
Kürzen der Bruttoreaktionsgleichung Viele Teilchen tauchen in der Bruttoreaktionsgleichung auf beiden Seiten des Reaktionspfeils auf. Beim Kürzen muss jedoch beachtet werden, dass auf beiden Seiten nur die gleiche Anzahl gleichartiger Teilchen gestrichen werden kann. Im Beispiel sind das je 10 Elektronen, je 10 Wassermoleküle und je 10 Oxonium-Ionen. Dadurch bleiben 14 Wassermoleküle auf der rechten Seite und 6 Oxonium-Ionen auf der linken Seite übrig: 2 M n O 4 − + 6 H 3 O + + 5 H 2 O 2 ⇌ 2 Mn 2+ + 5 O 2 + 14 H 2 O 4. Überprüfen der Ladungs- und Massenbilanz Auf beiden Seiten werden Ladung und Atome addiert, um zu sehen, ob die Summe der Ladungen und der Anzahl der Atome auf beiden Seiten der Redoxgleichung identisch ist. In diesem Fall ist die Redoxgleichung korrekt gelöst. Linke Seite der Gleichung Rechte Seite der Gleichung Summe der Ladungen 2x(-1) + 6x(+1) + 5x0 = +4 2x(+2) + 5x0 + 14x0 = +4 Summe der Atome Mn: 2 Atome O: 24 Atome H: 28 Atome Mn: 2 Atome O: 24 Atome H: 28 Atome
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