Schriftliche Überprüfung Nr. _ _ GK _ _ Name ______________________________________________________________ Datum _ _ ._ _._ _

 

Mögliche und unmögliche Redoxreaktionen

 
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.      
Eine Bleiplatte wird in eine Eisensulfat-Lösung getaucht.      
Eine Natriumiodid-Lösung wird mit Bromwasser versetzt.      
Eine Nickelplatte wird in eine Zinksulfat-Lösung getaucht.      
Eine Lithiumchlorid-Lösung wird mit Bromwasser versetzt.      
Eine Kaliumbromid-Lösung wird mit Chlorwasser versetzt.      
Eine Eisenplatte wird in eine Bleichlorid-Lösung getaucht.      
Eine Silberplatte wird in eine Zinnchlorid-Lösung getaucht.      
Standardpotentiale von Metallen Tabelle der Standardpotentialwerte
der Metalle (links) und Nichtmetalle (unten)

 
Fülle aus: Je negativer das Potential eines Redoxpaares, umso __________

Elektronendonatoren sind die Metall________; je ____________ das Potenzial, umso stärkere

Elektronen______________ sind die Metall-_________. Nichtmetall-Ionen verhalten sich

 wie___________________, Nichtmetalle verhalten sich wie ______________________________ .

Je stärker ein Reduktionsmittel ist, desto _______________ ist sein

korrespondierendes______________________ .

 

 

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
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¯
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¯
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
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
  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 .

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.

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+ + 2eG       Elektronen-Abgabe
  • auf atomarer Ebene: O + 2eG ----> O2G   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

    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:
    Welches Metall kann von welchem Metallion oxidiert werden?

    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
    Eisenatome als Oxidator

     

    Mg- oder Cu-Ionen wer oxidiert wen?

    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

    update: 18.10.2017                                                                                                                                                                                  zurück        zur Hauptseite