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Lösungen: |
| Im folgenden Text werden verschiedene Reaktionen vorgestellt.
Benenne die reagierenden Teilchen und beurteile, ob diese
Reaktionen möglich sind und was dabei beobachtet werden
kann. Begründe deine Beurteilung über den Vergleich der
Standardpotenzialwerte E°: wer ist der stärkere E-Donator bzw.
E-Akzeptor? |
| Reaktion |
Reagierende Teilchen?
möglich oder nicht? |
Wesentliche
Beobachtung |
Begründung |
| Eine Magnesiumplatte wird in eine
Zinksulfat-Lösung getaucht. |
Mg(s) und Zn2+(aq)
Reaktion ist möglich |
Zn(s) schlägt sich schwarz auf der Mg-Platte
nieder |
E°(Mg/Mg2+)= -2,36 V
E°(Zn/Zn2+) = -0,76 V
Mg stärkerer E-Donator als Zn |
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Eine
Bleiplatte wird in eine Eisensulfat-Lösung
getaucht. |
Pb(s) und Fe2+(aq)
Reaktion nicht möglich |
es passiert nichts |
E°(Pb/Pb2+) = - 0,13 V
E°(Fe/ Fe2+) = - 0,41 V
Pb schwächerer E-Donator als Fe |
| Eine Natriumiodid-Lösung wird mit
Bromwasser
versetzt. |
I¯(aq)
und Br2(aq)
Reaktion ist möglich |
helle Braunfärbung
I2 scheidet sich ab |
E°(2 I¯/I2)
= + 0,54 V
E°(2 Br¯/Br2)
= + 1,07 V
I¯
ist ein stärkerer E-Donator als Br¯ |
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Eine
Nickelplatte wird in eine Zinksulfat-Lösung
getaucht. |
Ni(s) und Zn2+(aq)
Reaktion nicht möglich |
es passiert
nichts |
E°(Ni/Ni2+)
= - 0,23 V
E°(Zn/ Zn2+) = - 0,76 V
Ni schwächerer E-Donator als Zn |
| Eine Lithiumchlorid-Lösung wird mit
Bromwasser
versetzt. |
Cl¯(aq)
und Br2(aq)
Reaktion ist
nicht möglich |
es passiert nichts |
E°(2 Cl¯/Cl2)
= + 1,36 V
E°(2 Br¯/Br2)
= + 1,07 V
Cl¯
ist ein schwächerer E-Donator als Br¯ |
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Eine
Kaliumbromid-Lösung wird mit Chlorwasser
versetzt. |
Br¯(aq)
und Cl2(aq)
Reaktion ist möglich |
helle
Braunfärbung
Br2 scheidet sich ab |
E°(2 Br¯/Br2)
= + 1,07 V
E°(2 Cl¯/Cl2)
= + 1,36 V
Br¯
ist ein stärkerer E-Donator als Cl
¯ |
| Eine Eisenplatte wird in eine
Bleichlorid-Lösung
getaucht. |
Fe(s) und Pb2+(aq)
Reaktion ist möglich |
Pb(s) schlägt sich schwarz auf
der Fe-Platte nieder |
E°(Pb/Pb2+) = - 0,13
V
E°(Fe/ Fe2+) = - 0,41 V
Fe stärkerer E-Donator als Pb |
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Eine
Silberplatte wird in eine
Zinnchlorid-Lösung getaucht. |
Ag(s) und Sn2+(aq)
Reaktion nicht möglich |
es passiert
nichts |
E°(Ag/Ag+)
= + 0,80 V
E°(Sn/ Sn2+) = - 0,14 V
Ag schwächerer E-Donator als Sn |
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Fülle aus: Je negativer das Potenzial eines
Redoxpaares, umso stärkere Elektronendonatoren sind die
Metall-Atome; je positiver das Potenzial, umso stärkere
Elektronen-Akzeptoren sind die Metall-Ionen. Nichtmetall-Ionen
verhalten sich wie Metallatome, Nichtmetalle verhalten sich wie
Metallionen .
Je stärker ein Reduktionsmittel ist, desto schwächer ist sein korrespondierendes Oxidationsmittel .
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Berichtigung der Schriftlichen Übung
Grundsätzlich gilt: Metallatome nehmen keine
Elektronen auf, sondern geben nur welche ab.
Nichtmetall-Ionen nehmen keine Elektronen auf, sondern geben welche ab.
(1)
Grundprozess: Oxidation von Kupfer mit Sauerstoff
dient als
Basis-Herleitung
für alle weiteren Überlegungen
Reaktionsgleichung: 2 Cu(s) + O2(g) —> 2 CuO(s)
im Einzelnen: Cu(s) —> Cu2+ + 2e¯
Elektronen-Abgabe
auf atomarer Ebene: O + 2e¯
----> O2¯
Elektronen-Aufnahme
Das Cu-Atom gibt 2 Elektronen ab und wird oxidiert,
trivial: „Kupfer gibt 2 Elektronen ab."
Das O-Atom nimmt 2 Elektronen auf und wird reduziert;
trivial:" Sauerstoff nimmt 2 Elektronen auf."
Damit ist: Kupfer - das Cu-Atom - das
Reduktionsmittel
= Elektronen-Donator
Sauerstoff - das O-Atom - das
Oxidationsmittel =
Elektronen-Akzeptor
Eselsbrücke: zwei Konsonanten - zwei Vokale:
O und
A
Merksatz: Das Reduktionsmittel wird oxidiert, das
Oxidationsmittel reduziert - in einer Redoxreaktion!
Damit sind: Oxidationsmittel:
Metall-Ionen und Nichtmetall-Atome
Reduktionsmittel:
Metall-Atome und Nichtmetall-Ionen
Übertragung auf eine Reaktion
zwischen Metallionen und Metallatomen
Zugrunde liegende Reaktion: Me1 + Me2n+
<=====> Me1n+ + Me2
Frage:
Wer gibt Elektronen ab? Wer nimmt Elektronen auf? Wer behält seine
Elektronen?
Zusammenstellung der korrespondierenden Redoxpaare: |
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Zwei Fälle sind möglich:
A.
Eine Zinkplatte taucht in eine
NaCl-Lösung.
Teilchen: Zn-Atome und Na+-Ionen
Reaktion: es passiert nichts!
| Ist z.B. |
E°(Me1/Me1n+)
Na/Na+
E°= - 2,71 V |
< |
E°(Me2/Me2n+)
Zn/Zn2+
E°= - 0,76 V |
oder
negativer: dann
keine Reaktion
möglich,
weil: Na-Atom ein größerer E-Donator ist als Zink
bzw. Na-Ionen ein schwächerer E-Akzeptor ist Zn-Ionen |
D.h.:
Na-Ionen nehmen dem Zn-Atom keine Elektronen ab.
Merke: Alkalimetall-Ionen sind
Tote Hosen!
B.
Eine Na-Platte taucht in eine ZnCl2-Lösung.
Teilchen: Zn-Ionen und Na-Atome Reaktion: es entsteht Knallgas, weil Na-Atome mit Wasserstoff aus dem
Wasser reagiert.
Gäbe es keine Reaktion mit Wasser, in einem inerten Lösungsmittel,
würden Na-Atome Elektronen abgeben und Zn-Ionen zu Zn-Atomen reduziert werden!
Zn-Atome würden sich auf der Na-Platte niederschlagen!
A: Pb-Platte
taucht in eine
FeCl2-Lösung
| Ist z.B. |
E°(Me1/Me1n+)
Pb/Pb2+
E°= - 0,13V |
> |
E°(Me2/Me2n+)
Fe/Fe2+
E°= - 0,41V |
oder weniger negativer
oder positiver |
Einzig denkbare Elektronenbewegung ist die von Pb-Atomen zu Fe-Ionen!Aber:
Pb-Atome geben keine Elektronen ab, weil Blei das positivere
oder weniger negative Standardpotenzial hat:
Pb-Atome sind das schwächere Reduktionsmittel
Oder: Fe-Ionen sind das schwächere Oxidationsmittel, Fe-Ionen können
den Pb-Atomen keine Elektronen entziehen!
B.
Eisen-Platte
taucht in eine PbCl2-Lösung
Einzig denkbare Elektronenbewegung ist die von Fe-Atomen zu Pb-Ionen!
Reaktion möglich, weil Fe-Atome ein stärkerer Elektronendonator sind
und Pb-Ionen ein stärkeres Oxidationsmittel.
Vergleich verschiedener Systeme: Mg - Fe - Cu in atomarer und ionischer
Form
Vergleich verschiedener Systeme:
Halogene in atomarer und ionischer Form
Siehe dazu auch
Mögliche und unmögliche Redoxreaktionen
im pdf-Format und
Mögliche und unmögliche Redoxreaktionen
im Wordperfect-Format
Anmerkung (1):
Nichtmetall-Ionen geben in der Regel
Elektronen ab, aber in Abhängigkeit von ihrer Oxidationsstufe. Ein
Nichtmetall-Ion kann in einer mittleren Oxidationsstufe auch
Elektronen aufnehmen.
update:
02.02.2021
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