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  Teilenreaktion Redox-Reaktionen |
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Homie
Ehemals Aktiv 
Dabei seit: 23.09.2009
Mitteilungen: 163
 |  Themenstart: 2010-02-27
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Ich hab Probleme mit der folgenden Aufgabe:
Trenne die folgende Gesamtreaktion in zwei Teilreaktionen auf:
Gesamtreaktion: 4 Fe + 3 O_2 -> 2 (Fe_2) O_3
Teilchenreaktion (Oxidation): ?
Teilchenreaktion (Reduktion): ?
Kann mir jemand sagen, was ich hier genau tun muss? Bzw. ich nehme an ich muss die Oxidationszahlen bestimmen. Bei einem der Elemente sollte die Zahl dann kleiner werden und beim anderen grösser. Daraus ergeben sich dann zwei Gleichungen, eine für das Eisen und eine für den Sauerstoff. Das haben wir auf jeden Fall in der Schule gelernt. Jedoch haben wir auch gelernt, dass Sauerstoff immer die Oxidationszahl -2 hat, bis auf einige Ausnahmen die nicht behandelt werden (d.h. es gibt beim Sauerstoff weder eine Reaktion noch eine Oxidation). Hier komme ich leider nicht weiter.
Vielen Dank für die Hilfe. :)
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Phaeton
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Dabei seit: 03.07.2008
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| Beitrag No.1, eingetragen 2010-02-27
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Hallo Homie,
die Oxidationszahl von Sauerstoff ist in O_2 aber nicht -2, da sich in einem Molekül die Oxidationszahlen immer zu 0 addieren müssen.
Wenn du nicht mit Oxidationszahlen arbeiten willst, so sind Oxidation und Reduktion auch noch durch andere Dinge gekennzeichnet:
- Elektronenaufnahme/abgabe (Na, was ist was?)
- Sauerstoffaufnahme/abgabe (ist wohl eher veraltet und hier auch nicht so nützlich)
Ersteres würde sich hier noch anbieten.
Grüße,
Phaeton
[ Nachricht wurde editiert von Phaeton am 27.02.2010 21:26:10 ]
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Homie
Ehemals Aktiv
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| Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2010-02-28
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Achso, danke. Hab die Regel nicht richtig verstanden. Da steht: "In Formeln hat Sauerstoff immer die OZ -2". Hab nicht verstanden, dass mit Formeln Verbindungen gemeint sind. Wenigstens hab ich es jetzt hingekriegt.
Ich soll das gleiche jetzt aber mit einer anderen Reaktion machen.
2 Fe + 3 F_2 -> 2 FeF_3
Hier ist klar, dass Fe und F2 die OZ Null haben, da sie nicht in einer Verbindung sind. Ich brauche jetzt aber eine weitere OZ um die letzte ausrechnen zu können. Jedoch finde ich auf meinen Unterlagen nirgends eine Regel, die definieren würde, welche OZ F3 hat.
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Phaeton
Senior
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| Beitrag No.3, eingetragen 2010-02-28
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Hallo Homie,
hätte Fluor mindestens die Oxidationszahl -3, so hätte Eisen ... . Ist das möglich?
Bleiben noch zwei Fälle. Ich suche gerade nach einem Weg, -2 elegant auszuschließen, aber finde leider keinen. Eisen hätte +6, was auch sehr selten ist, aber warum sollte es unmöglich sein? Gibt es eine Regel, nach der häufige Zustände den seltenen immer vorzuziehen sind? Ich denke nicht.
Dann bleibt noch die Wikipedia-Regel, nach der Fluor immer (bis auf extrem wenige Ausnahmen) -1 hat.
Grüße,
Phaeton
[ Nachricht wurde editiert von Phaeton am 28.02.2010 11:43:26 ]
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Homie
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| Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2010-03-08
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Ich dachte eigentlich ich verstehe es jetzt, bei komplexeren Gleichungen scheint mein Vorgehen jedoch nicht mehr aufzugehen.
CH_4 + 2O_2 -> CO_2 + 2H_2 O
Weshalb hat bei dieser Reaktion, der Kohlenstoff auf der einen Seite die OZ -4 und auf der anderen +4? Wie wird das bestimmt? Im Prinzip könnte man ja schon sagen, dass die OZ des Sauerstoffs kleiner wird und diejenige des Kohlenstoffs daher grösser werden muss. Ich muss jedoch auch bestimmen können, ob es sich bei einer Gleichung um eine Redoxreaktion handelt oder nicht. Deshalb muss ich genau wissen, wieso die OZ des Kohlenstoffs so gesetzt sind. Bei einer solchen Rekation hätte ich ansonsten für den Kohlenstoff auf beiden Seiten die OZ +4 gesetzt und dem entsprechend angenommen, dass es sich dabei nicht um eine Redoxreaktion handelt, da die Reduktion fehlt.
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Wapiya
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| Beitrag No.5, eingetragen 2010-03-08
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Hallo Homie,
Hilfsregel 1 und 6 bei Wikipedia (für Schulstoff reicht aber auch der Blick ins Periodensystem):
Sauerstoffatome bekommen die Oxidationszahl −II. Mit 3 Ausnahmen: In Peroxiden (dann: −I) und in Hyperoxiden (dann −0,5) und in Verbindung mit Fluor (dann: +II)
Wasserstoffatome bekommen die Oxidationszahl +I, außer wenn Wasserstoff mit „elektropositiveren“ Atomen wie Metallen (Hydride) oder sich selbst direkt verbunden ist.
LG Wapiya
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Phaeton
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Wohnort: Berlin
| Beitrag No.6, eingetragen 2010-03-08
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Hallo Homie,
Wasserstoff hat immer +1, wenn die Elektronegativität des Bindungspartners höher ist.
Sauerstoff hat immer -2, außer in ein paar Ausnahmen (Peroxide, Hyperoxide, Fluorverbindungen), die hier nicht vorliegen.
Für die meisten Verbindungen, die dir unterkommen, solltest du immer die häufigsten Oxidationszahlen ansetzen, z.B. +1 bei Wasserstoff und -2 bei Sauerstoff. Andere sind zwar möglich, treten aber nur in Spezialfällen auf. Dinge wie die Elektronegativität (Wasserstoff < Kohlenstoff < Sauerstoff) sind ebenfalls eine Richtlinie.
Grüße,
Phaeton
PS: Wann musst du diese Reaktionsgleichungen bilden? Im stillen Kämmerlein, oder auch in Klausuren ohne weitere Hilfsmittel? So lange letzteres nicht vorliegt, kannst und solltest du z.B. den Wikipedia-Artikel konsultieren, der Hilfsregeln und eine Liste von Oxidationszahlen bietet, die für die meisten Fälle Klarheit verschaffen sollten.
[Die Antwort wurde nach Beitrag No.4 begonnen.]
[ Nachricht wurde editiert von Phaeton am 08.03.2010 11:20:47 ]
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Homie
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| Beitrag No.7, vom Themenstarter, eingetragen 2010-03-08
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Ich hab am Mittwoch eine Prüfung über das Thema. Da hab steht mir wikipedia natürlich nicht zur Verfügung. Das Sauerstoff die OZ -2 und Wasserstoff die OZ +1 hat ist mir schon klar. Das habe ich auch so gemacht. Bei den anderen Reaktionen, habe ich an dieser Stelle dann das Periodensystem zur Hilfe genommen (darf ich auch an der Prüfung benutzen) und die OZ anhand dem Standort im PSE vergeben. D.h. da Kohlenstoff in der vierten Hauptgruppe ist muss es die +4 haben (da das Abgeben von Elektronen leichter als das Aufnehmen ist). Aber weshalb ich es auf der anderen Seite -4? Ist das schlicht nicht möglich? Wenn ja, wie bestimme ich auf welcher Seite die OZ negativ bzw. positiv ist?
Ausserdem ist mir gerade noch was anderes aufgefallen, was mir nicht ganz logisch erscheint. Bei der Oxidation werden ja Elektronen abgegeben, diese werden anschliessend vom Oxidationsmittel aufgenommen. Das umgekehrte gilt für die Reduktion und das Reduktionsmittel. Bei dieser Reaktion oxidiert der Kohlenstoff. Die abgegebenen Elektronen werden doch aber auch wieder vom Kohlenstoff aufgenommen, oder nicht? Dann müsste doch das Oxidationsmittel Kohlenstoff sein, in meinen Unterlagen wird aber der Sauerstoff als OM genannt.
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Wapiya
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| Beitrag No.8, eingetragen 2010-03-08
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\quoteon(2010-03-08 11:51 - Homie in Beitrag No. 7)
Das Sauerstoff die OZ -2 und Wasserstoff die OZ +1 hat ist mir schon klar. Das habe ich auch so gemacht.
[...]
D.h. da Kohlenstoff in der vierten Hauptgruppe ist muss es die +4 haben (da das Abgeben von Elektronen leichter als das Aufnehmen ist). Aber weshalb ich es auf der anderen Seite -4?
\quoteoff
Hi Homie,
Wenn du ein elektroneutrales Element hast, so muss die Summe der OZ'n ja immer null ergeben, und da du die OZ'n vom Wasserstoff und Sauerstoff hast, ist damit auch klar, wei die vom Kohlenstoff in der jeweiligen Verbindung lauten muss. Und deine Erklärung zum Kohlenstoff würde ich ganz schnell wieder vergessen. Kohlenstoff hat zwei Hauptoxidationszahlen und die sind nahezu gleichwertig oft anzutreffen und das sind eben -4 und +4.
LG Wapiya
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Homie
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| Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2010-03-08
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Achso, stimmt. Da kann ich den letzten Wert ja ausrechnen. Das mit dem "abgeben ist leichter als aufnehmen" hat uns der Lehrer so gesagt. Vielleicht ist Kohlenstoff da ja eine Ausnahme.
Wie ist es jetzt, wenn mir ein Wert fehlt um den letzten zu berechnen. Beispiel:
Na_2 SO_4
Der Sauerstoff hat hier natürlich wieder die OZ -2. Nun muss ich aber einen Wert aus dem PSE rauslesen um den letzten zu berechnen. Die Frage ist jetzt welcher? Schwefel oder Natrium? Wenn ich Schwefel herauslese hat dieses die OZ -2 was für das Natrium die OZ +5 ergibt. Lese ich das Natrium heraus hat dieses die OZ +1 was für den Schwefel die OZ +6 ergibt. Wenn ich nur diese Zahlen mit denen von Wikipedia vergleiche, sehe ich, dass Natrium nur die OZ +1 haben kann und daher sicher die zweite Methode die richtige ist. Jedoch kann ich für die Prüfung ja nicht die möglichen Oxidationszahlen aller Elemente auswendig lernen. Gibt es daher noch eine andere Möglichkeit zu bestimmen, was richtig ist?
Wie ist das jetzt mit dem OM? Stimmt es nun, dass das OM immer gleich dem oxiderten Element ist?
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Phaeton
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| Beitrag No.10, eingetragen 2010-03-08
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Hallo Homie,
wie entsteht denn Na2SO4? Aus Natrium-Ionen und Sulfat-Ionen. Welche Ladung haben diese Ionen? So erhält man die Oxidationszahlen. Gerade bei Salzen hilft es, die Ionen zu betrachten.
Angemerkt seinen nochmal die Elektronegativitäten. Wenn du nicht weißt, welcher Stoff Elektronen abgibt und welcher diese aufnimmt, so sind diese Angaben oftmals hilfreich für die Entscheidung.
Grüße,
Phaeton
[ Nachricht wurde editiert von Phaeton am 08.03.2010 17:29:26 ]
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Wapiya
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| Beitrag No.11, eingetragen 2010-03-08
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\quoteon(2010-03-08 15:46 - Homie in Oxidationsmittel
[Die Antwort wurde nach Beitrag No.9 begonnen.]
[ Nachricht wurde editiert von Wapiya am 08.03.2010 17:43:37 ]
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