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Redoxreaktion .doc

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Natural Science
Discipline
Chemistry
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Examination questions
University, School
Wiedner Gymnasium Wien
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Chemistry

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Chemie I Pflichtfragen 1.) Definieren Sie die Begriffe Chemische und Physikalische Eigenschaft! chemische Eigenschaft: einer Substanz ist ein Merkmal, das wir nur beobachten oder messen können, wenn


Stöchiometrie und Thermolyse (Laborprotokoll)
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Redoxreaktionen

  1. Oxidationszahlen, Reduktion, Oxidation, Reduktionsmittel, Oxidationsmittel
  2. Versuche mit Beschreibungen (Mg-O, S-O, Na-Cl, Cu-O, Kupferoxid, Metalle)
  3. Reaktionsgleichungen aufstellen
  4. Bindungsarten erkennen:
    Ionenbindung = Metall + Nichtmetall
    Metallbindung = Metall + Metall
    Atombindung = Nichtmetall + Nichtmetall
  5. Reaktion der Eisengewinnung (3 Reaktionsgleichungen)
  6. elektrochemische Reihe der Metalle (nur sich auf der Tabelle zurecht finden)

 

Beispiele wie Fragen gestellt werden können:

  • Wo werden Reduktionsmittel technisch eingesetzt? Metallgewinnung
  • Nenne 2 mögliche Reduktionsmittel. Kohlen-& Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Strom
  • Reihe die Metalle nach steigender Reaktionsfähigkeit:
    Gold (1), Lithium(4), Eisen (3), Kupfer (2)

0 1+ 1- 3+ 1- 0

  • 2Fe + 6HCl ® 2FeCl3 + 3H2
    • Schreibe Oxidationszahlen bei jedem Element an
    • Schreibe die Reaktion in Worten an:
      Eisen reagiert mit Salzsäure zu Eisen (III)chlorid und Wasserstoff
    • Gib oxidierten und reduzierten Stoff an
    • Reduktionsmittel = Wasserstoff in Chlor wird zum elementaren Wasserstoff Oxidationsmittel = elementarer Eisen wird zu Eisen in Chlorid
  • Beschreibe den Versuch zur Reduktion von Kupferoxid

REDOXREAKTIONEN

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Reduktion = Elektronenaufnahme Reduktionsmittel: Reaktionspartner, der e- abgibt

Oxidation = Elektronenabgabe Oxidationsmittel: Reaktionspartner, der e- aufnimmt

  • durch e- Aufnahme wird aus Oxidationsmittel ein Reduktionsmittel gebildet
    (d.h. ein Stoff, der Elektronen abgeben kann)
  • Reduktionsmittel = Metalle im elementaren Zustand (geben e- leichter ab)
    Na, Fe = stark     ® unedles Metall

Gold = schwach ® edles Metall

  • unedel oder edel wird durch Reaktionsfähigkeit mit Salzsäure (HCl) erklärt:
    edles Metall REAGIERT mit Salzsäure
    unedles Metall REAGIERT NICHT mit Salzsäure
  • Oxidationsmittel = Metall–Kationen + meist Nichtmetalle im elementaren Zustand
  • Je schwächer Metall als Reduktionsmittel ist, desto stärker wirkt es als Oxidationsmittel

 

Versuch – Magnesium: Metalloxid + H2O ® basisch

2Mg + O2® 2MgO

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Metallbindung + Elektronenpaarbindung ® Ionenbindung

Metall + Molekül ® Salz

Versuch – Schwefel: Nichtmetalloxid + H2O ® sauer

S + O2 ® SO2

Nichtmetall + Nichtmetall ® Atombindung (Modellerweiterung)

Es gibt nur einen sauren Regen, weil nur Nichtmetalle in die Atmosphäre aufsteigen können.

Versuch: (Beschreibung fehlt!)

2Na + Cl2 ® 2NaCl

Redox im Alltag

® Rosten Fe; Oxidieren, reagieren Cu, … ® Korrosion (Au, Lack = Schutz)

® Batterien, Akkus

® Unedel-, Edelmetalle

® Lebensmittelchemie, organische Chemie

® Elektrolyse aller Art: Gleichspannung ~ 20 V

Metalle (Reaktionen, Gewinnung, edel – unedel)

Versuch – Reduktion von Kupferoxid:

2Cu + O2 ® 2CuO(Erhitzt ® festes Kupfer; man schließt: Reaktion fährt fort, auch wenn keine Erhitzung mehr)

 

Oxidationszahl

 

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Grundregeln:

  1. elementare Zustände haben immer die Oxidationszahl NULL
  2. Metalle sind immer POSITIV
  3. F hat immer -1
  4. H hat bei Metallen -1 und bei Nichtmetallen +1
  5. O hat immer -2 außer in Peroxiden (wenn 1 Regel verletzt wird) ® -1
  6. Summer der Oxidationszahlen beträgt IMMER NULL

 

Eisengewinnung

Eisencarbonat wird zu Eisenoxid gebrannt:

3+ 4+ 2- 2- 3+ 2- 4+ 2-

Fe2(Co3)3® Fe2O3 + Co2 Þ keine Redoxreaktion

Das Eisenoxid wird anschließend mit Kohlenstoff reduziert:

3+ 2- 0 0 2+ 2-

Fe2O3 + 3C ® 2Fe + 3CO

Im Hochofenprozess entsteht zwischenzeitlich auch Kohlenmonoxid, welches auch zur Reduktion verwendet wird:

3+ 2- 2+ 2- 0 4+ 2-

Fe2O3 + 3CO ® 2Fe + 3CO2

Beispiele:

0 0 2+ 2-

2Mg + O2® 2MgO

0 0 2+ 2-

S + O2 ® SO2

0 0 1+ 1-

2Na + Cl2 ® 2NaCl

0 0 2+ 2-

2Cu + O2 ® 2CuO

2+ 2- 0 0 1+ 2-

CuO + H2® Cu + H2O

 

Versuch – Metall nach Elektronenleitfähigkeit (elektrochemische Reihe)

Silber – Kupfer: 0,27; Silber – Blei: 0,54; Kupfer – Blei: 0,3

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größte Spannung: edelstes + unedelstes ® bestes für Batterie

Silber (Ag) – Kupfer (Cu) – Blei (Pb) – Eisen (Fe) – Zink (Zn)

Ag 0,8 V

Cu

_____ 0 V

Pb

Fe

Zn - 0,76 V


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