EL-MO I Elemente, Schulbuch

KM-6: Übertragung – Umgang mit Materie 163 163 Zusammenfassen der Halbreaktionen – Redoxreaktionen in sauren und basischen Lösungen Üb Zusammenfassen der Halbreaktionen > 8 Erweitern der Gleichung auf gleiche Elektronenzahl (= kleinste gemeinsa- me Vielfache) Red: KMnO 4 + 5 e – + 8 H + → Mn 2+ + K + + 4 H 2 O / . 2 Ox: 2 HCl → Cl 2 + 2 e – + 2 H + / . 5 > 9 Addition der erweiterten Halbreaktionen ohne Elektronen, die ja jetzt auf beiden Seiten in gleicher Anzahl vorkommen müssen. 2 KMnO 4 + 16 H + + 10 HCl → 2 Mn 2+ + 2 K + + 8 H 2 O + 5 Cl 2 + 10 H + „Kosmetik“ > 10 Abziehen der Stoffe, die auf beiden Seiten vorkommen. (zB H + /H + oder H 2 O/H 2 O). Bei den Elektronen wurde das bereits gemacht. 2 KMnO 4 + 6 H + + 10 HCl → 2 Mn 2+ + 2 K + + 8 H 2 O + 5 Cl 2 > 11 Ergänzen der „Zuschauer“. Dazu betrachtet man nur geladene Teilchen bei den Ausgangsstoffen. Diese müssen ein Gegenion haben, das nicht an der Reaktion beteiligt war (eventuell bei der Angabe nachschauen). In diesem Fall sind das 6 H + -Ionen, die als Gegenion das Cl – -Ion haben. Diese 6 Cl – - Ionen sind natürlich auch bei den Endstoffen zu ergänzen. Salzsäure hat in diesem Beispiel zwei Aufgaben: Sie ist das Reduktionsmittel – 10 HCl wurden zu 5 Cl 2 – und als Säure, die Wasser bildet und Gegenionen für die Kationen liefert. 2 KMnO 4 + 6 H + + 10 HCl → 2 Mn 2+ + 2 K + + 8 H 2 O + 5 Cl 2 + 6 Cl – + 4 Cl – + 2 Cl – > 12 Zusammenfassen der Ionen zu ungeladenen Verbindungen. Dieser Schritt entspricht auch einer Probe. Mit den ergänzten Ionen ergeben sich richtige Salzformeln. 2 KMnO 4 + 16 HCl → 2 MnCl 2 + 2 KCl + 8 H 2 O + 5 Cl 2 Beispiel Kaliumiodid reagiert mit Kaliumdichromat in schwefelsaurer Lösung zu Iod und Cr 3+ . (Schwefelsäure ist am Redoxprozess nicht beteiligt.) +I –I +I +VI –II 0 +III KI + K 2 Cr 2 O 7 + (H 2 SO 4 ) → I 2 + Cr 3+ Red: K 2 Cr 2 O 7 + 6 e – + 14 H + → 2 Cr 3+ + 2 K + + 7 H 2 O Ox: 2 KI → I 2 + 2 e – + 2 K + / . 3 K 2 Cr 2 O 7 + 14 H + + 6 KI → 2 Cr 3+ + 2 K + + 7 H 2 O + 3 I 2 + 6 K + + 7 SO 4 2– + 3 SO 4 2– + SO 4 2– + 3 SO 4 2– K 2 Cr 2 O 7 + 7 H 2 SO 4 + 6 KI → Cr 2 (SO 4 ) 3 + 4 K 2 SO 4 + 7 H 2 O + 3 I 2 Redoxgleichungen für Reaktionen in neutralen und basischen Lösungen Redoxgleichungen in neutralen Lösungen und basischen Lösungen werden grundsätzlich wie Redoxreaktionen in sauren Lösungen behandelt. Allerdings müssen bei Schritt > 6 soviele OH – -Ionen auf beiden Seiten ergänzt werden wie H + -Ionen vorhanden sind. H + - und OH – -Ionen werden zu H 2 O zusammengefasst und das entstehenden Wasser eventuell gekürzt. Beispiel Chlor reagiert in Natronlauge zu Chlorid (Cl – ) und Hypochlorit (ClO – ). 0 –I +I –II Cl 2 + (NaOH) → Cl – + ClO – Ox: Cl 2 + 2 e – → 2 Cl – Ox: Cl 2 + 2 H 2 O → 2 ClO – + 2 e – + 4 H + 2 Cl 2 + 2 H 2 O → 2 Cl – + 2 ClO – + 4 H + 4 Na + + 4 OH – + 2 Na + + 2 Na + + 4 OH – 2 Cl 2 + 4 NaOH → 2 NaCl + 2 NaClO + 2 H 2 O (Cl 2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H 2 O) > 8 > 9 > 10 > 11 > 12 Übung 163.1 Erstelle die vollständigen Redox-Gleichungen (Stoffe in Klammer sind an der Redoxreak- tion nicht beteiligt, werden aber zum Ergän- zen benötigt): a) Cu + HNO 3 → Cu 2+ + NO b) Ag + H 2 SO 4 → Ag+ + SO 2 c) Hg + HNO 3 → Hg 2+ + NO d) K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + (HCl) → Cr 3+ + SO 3 e) Ag + + CH 2 O + (NaOH) → Ag + CHO 2 – f) ClO 2 + H 2 O 2 + (NaOH) → ClO 2 – + O 2 g) Eisen(II)-sulfat reagiert mit Kaliumper- manganat in schwefelsaurer Lösung zu Fe 3+ und Mn 2+ Schüler-Experiment 6.2 Goethes Chamäleon VS Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv