Versuchsüberschrift nach dem Schema: Oxidation des Redm mit dem Oxm

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1 Arbeitsheft Reoxreaktionen Inhalt Jakob 1 Inhaltsverzeihnis: Versuh-Nr.: Seite: 1 Einfahe Elektronenrukreihe 1.1 Oxiation von Zink Brom Versuh Oxiation von Ioiionen Brom Versuh Oxiation von Zink Kupfer(II)ionen Versuh Elektrolyse von Zink(II)bromi Versuh Abgeleitete einfahe Elektronenrukreihe 6 2 Erweiterung um Moleküle un Molekülionen 2.1 Die Oxiationszahl (OZ) Regeln zum Aufstellen komplizierter Reoxgleihungen Oxiation von Ioiionen Bromationen in saurer Lösung Versuh Oxiation von Zink Oxoniumionen in saurer Lösung Versuh Abgeleitete erweiterte Elektronenrukreihe 11 Versuhsübershrift nah em Shema: Oxiation es Rem em Oxm Versuhsurhführung (D) Skizze - Suhe aus er Versuhsbeshreibung ie Ausgangs- un Enstoffe heraus un beshrifte ie Skizze. - Shraffiere entsprehene Bereihe Buntstift, wenn Farbänerungen auftreten. Beobahtung (B) un Folgerung (F) - Suhe in er Versuhsbeshreibung ie Beobahtungen bezüglih Stoff- un evtl. Energieänerung un orne sie zu. - Ahte auf eine genaue Zuornung zu en angegebenen Nummern. Reaktionsgleihung (Gl) - Vervollstänige Hilfe er Versuhsskizze un er Folgerung ie vier Feler er Reaktionsgleihung einer Reoxreaktion. Hier finest Du eine kurze Versuhsbeshreibung en Ausgangsstoffen un er Beobahtung. - Stelle Dir en Versuh billih vor, um Dir ie Stoffeigenshaften wihtiger Stoffe einzuprägen. - Überlege, warum gerae iese Ausgangsstoffe ausgewählt wuren, z.b. nah en Kriterien, Alltagsbezug, Einfahheit, eutlihe Beobahtbarkeit, Ungiftigkeit, usw. Du kannst ann evtl. sogar vorhersagen, welhe Beispiele in Aufgaben geprüft weren! Merksatz - Vervollstänige en Lükentext, er sih urh Verallgemeinerung ergibt.

2 Arbeitsheft Reoxreaktionen 1 Einfahe Elektronenrukreihe Jakob 2 Oxiation von B: F: Re.: + + Rem1 Oxm2 Metalle bilen Diese bestehen aus un gelaenen. Die meisten Salze bilen Lösungen. Rem2 Salze. Versuhsbeshreibung In ein Reagenzglas wir etwas orangefarbene Brom-Lösung gegeben. Gibt man nun etwas silbrigen Zinkstaub azu, so entfärbt sih ie Lösung un auh er graue Feststoff ist niht mehr sihtbar. Das Nebengruppenmetall Zink reagiert ähnlih wie as Hauptgruppenmetall Magnesium. Eine Oxiation () ist eine von Elektronen. Eine Reuktion (Re.:) ist eine von Elektronen. Beie Teilreaktionen laufen immer gekoppelt als ab. Das Reuktionstel (Rem) wir selbst Das Oxiationstel (Oxm) wir selbst..

3 Arbeitsheft Reoxreaktionen 1 Einfahe Elektronenrukreihe Jakob 3 Oxiation von Versuhsbeshreibung B: F: In ein Reagenzglas wir etwas orangefarbene Brom-Lösung gegeben. In ein zweites Reagenzglas wir etwas farblose Kaliumioi-Lösung gegeben un ebenfalls farbloser Stärke- Lösung gemisht. Die Mishung beier Lösungen bleibt ebenfalls farblos. Gibt man nun iese Mishung zu er orangefarbenen Brom-Lösung, so vershwinet ie Farbe Orange un es ie Lösung färbt sih tiefblau. Stärke bilet elementarem Io eine tiefblaue Io-Stärke Verbinung. Re.: + + Die Elektronenaffinität von ist größer als ie von. Die Ionisierungsenergie von Rem1 Oxm2 Rem2 ist kleiner als ie von. Nihtmetallanionen können wie als wirken un Elektronen. Die meiste Metalle sin allerings stärkere. Beie Energien hängen ab vom bzw. vom.

4 Arbeitsheft Reoxreaktionen 1 Einfahe Elektronenrukreihe Jakob 4 Oxiation von Versuhsbeshreibung B: F: Re.: In ein Beherglas wir etwas blaue Kupfer(II)sulfat-Lösung gegeben. Stellt man einen silbrigen Zinkstab in iese Lösung, so entfärbt sih ie Lösung langsam un auf em Zinkstab setzt sih im eingetauhten Bereih ein metallisher Feststoff ab. Durh ie feine Verteilung ersheint ieser Feststoff shwarz, presst man ihn jeoh, so hat er eine rötlihe Farbe. Der Versuh funktioniert auh unter Luftabshluss, so ass eine Reaktion Sauerstoff ausgeshlossen weren kann. + + In er Lösung befinen sih nah er Rem1 Oxm2 Rem2 Reaktion farblose un Metallkationen können wie als wirken un Elektronen. Die meiste Nihtmetalle sin allerings stärkere.

5 Arbeitsheft Reoxreaktionen 1 Einfahe Elektronenrukreihe Jakob 5 Elektrolyse von Versuhsbeshreibung B: F: In ein Beherglas wir etwas farblose Zink(II)bromi-Lösung gegeben. Nun tauht man zwei Elektroen in ie Lösung un legt eine elektrishe Spannung an. Nah einiger Zeit beobahtet man Plus-Pol eine Orangefärbung er Lösung. Am Minus- Pol setzt sih ein metallisher Feststoff ab. Durh ie feine Verteilung ersheint ieser Feststoff shwarz, presst man ihn jeoh, so ist er silbrig. Negativ gelaene Ionen, ie Re.: wanern zum -Pol. + + Positiv gelaene Ionen, ie Rem1 Oxm2 Rem2 wanern zum -Pol. Bei Energie reagiert as stärkere Reaktionen muss weren. Bei er exothermen Reaktionsrihtung em stärkeren.

6 Arbeitsheft Reoxreaktionen 1 Einfahe Elektronenrukreihe Jakob 6 Abgeleitete einfahe Rem Oxm Versuhsbeshreibung In Versuh 1 Reagiert In Versuh 2 reagieren In Versuh 3 reagiert...würe Kupfer Io regieren? - bzw. würen Ioiionen Kupfer(II)ionen reagieren? In Versuh 4 reagiert Das stärkere (links oben) Reagiert em stärkeren (rehts unten). Durh stänige Energiezufuhr können ie Reaktionen umgekehrt weren. Anwenungsbeispiele afür sin. wieer freiwillig sobal ie Energiezufuhr unterbrohen wir.

7 Arbeitsheft Reoxreaktionen 2 Erweiterung um Moleküle un Molekülionen Jakob 7 Die Oxiationszahl (OZ) Beispiel: Formel zur Regel Nr. 6: OZ[Elem] = AnElem1 X Elem Y AnElem2 Z Laung 1 (x OZ[AnElem1] + z OZ[AnElem2]) + Laung y Vervollstänige ie folgene Tabelle: Summenformel OZ[Elem] Regel Nr. OZ[Elem] Regel Nr. OZ[Elem] Regel Nr. Na [Na] P 4 [P] O 2 [O] F 2 O [F] [O] H 2 S [H] [S] CO 2 [C] [O] SO 3 [S] [O] Na 2 O [Na] [O] Al 2 O 3 [Al] [O] BrO 3 [Br] [O] ClO 4 [Cl] [O] MnO 4 [Mn] [O] 2 Cr 2 O 7 [Cr] [O] 2 SO 4 [S] [O] 2 CrO 4 [Cr] [O] H 2 CO 3 [H] [C] [O] KBrO 3 [K] [Br] [O] NaClO 4 [Na] [Cl] [O] KMnO 4 [K] [Mn] [O] K 2 Cr 2 O 7 [K] [Cr] [O] H 2 SO 4 [H] [S] [O] K 2 CrO 4 [K] [Cr] [O] Regeln zur Bestimmung er OZ aus er Summenformel: Regel Nr. 1: Die OZ in einem Element ist gleih Null Regel Nr. 2: Die OZ in einem einfahen Ion ist gleih er Laungszahl Regel Nr. 3: Die OZ von Wasserstoff ist immer +I Regel Nr. 4: Die OZ von Fluor ist immer -I Regel Nr. 5: Die OZ von Sauerstoff ist immer II (Ausnahme H2O2: -I) Regel Nr. 6: Die Summer er OZ in einem Molekül oer einem Salz ist gleih Null, in einem Molekülion gleih er Laungszahl Regeln zur Bestimmung er OZ aus er Strukturformel: Regel Nr. 1: Absolut unpolare Binungen (nur bei gleihem Element!) weren formal homolytish gespalten. Regel Nr. 2: Polare Binungen (auh shwah polare wie C-H) weren formal heterolytish zugunsten es elektronegativeren Elements gespalten. Regel Nr. 3: Die OZ ist gleih er Differenz aus er Hauptgruppennummer un er Valenzelektronenzahl nah er formalen Binungsspaltung gemäß Regel 1 bzw. Regel 2. Shreibweise er OZ: Die OZ wir über em jeweiligen Element vorangestelltem Vorzeihen als römishe Zahl angegeben. (Symbolfarbe: Orange) Der Zwek er OZ: Bei korresponierenen Reoxpaaren Moleküle oer Molekülionen ist niht irekt erkennbar, wie viele Elektronen abgegeben bzw. aufgenommen weren. Die Zahl er übergegangenen Elektronen ergibt sih aus er Differenz er OZ es betreffenen Elements. Hinweis auf Nebengruppenelemente: Manhe Nebengruppenmetall-Nihtmetallverbinungen können statt als Salze (wie Metall-Nihtmetallverbinungen), genau wie Nihtmetall- Nihtmetallverbinungen als Molekül oer Molekülion vorliegen. Alle iese zusammengesetzten Strukturen bezeihnet man auh als Komplexe.

8 Arbeitsheft Reoxreaktionen 2 Erweiterung um Moleküle un Molekülionen Jakob 8 Regeln zum Aufstellen komplizierter Reoxgleihungen Vervollstänige ie folgenen Teilgleihungen: oer Re.:? Ausgangsstoffe Enstoffe Beingungen Al Al 3+ egal O 2- O 2 egal MnO 4 Mn 2+ sauer MnO 4 MnO 2 alkalish Cr 2 O 7 2 Cr 3+ sauer CrO 4 2 Cr 3+ alkalish BrO 3 Br sauer H 3 O + H 2 sauer H 2 H 2 O 2 Cu 2+ Ag + H 2 O H 2 O H 2 O Cu 2 O Ag sauer alkalish alkalish alkalish egal Regeln zur Bestimmung er OZ aus er Summenformel: - 1. Shritt: Erstellen er Teilgleihungen: Regel Nr. 1: Hinshreiben er Ausgangs- un Enstoffe Regel Nr. 2: Zuornen er OZ für as Element, essen OZ sih änert Regel Nr. 3: Elektronenausgleih: Differenz er OZ mal Koeffizient bzw. Inex Regel Nr. 4: Laungsausgleih Oxoniumionen (sauer) bzw. Hyroxiionen (alkalish) Regel Nr. 5: Stoffmengenausgleih Wasser (in allen wässrigen Lösungen) - 2. Shritt Erstellen er Gesamtgleihung: Regel Nr. 6: Teilgleihungen (falls nötig) so einem Faktor multiplizieren, ass nah er Aition er Teilgleihungen keine freien Elektronen übrigbleiben. Man suht as Kleinste Gemeinsame Vielfahe (KGV) Regel Nr. 7: Aition er Teilgleihungen

9 Arbeitsheft Reoxreaktionen 2 Erweiterung um Moleküle un Molekülionen Jakob 9 Oxiation von Versuhsbeshreibung B: F: In ein Reagenzglas wir etwas farblose Kaliumioi-Lösung gegeben un ebenfalls farbloser Stärke-Lösung gemisht. Die Mishung beier Lösungen bleibt ebenfalls farblos. Gibt man nun im ersten Shritt zu ieser Mishung etwas verünnte farblose Kaliumbromat-Lösung, so finet keine Farbänerung statt. Gibt man im zweiten Shritt etwas verünnte Salzsäure azu, so färbt sih ie Lösung tiefblau. Stärke bilet Io eine tiefblaue Io-Stärke Verbinung. Re.: Rem1 Oxm2 Rem2 Nihtmetalloxiionen können wie es Nihtmetalls un in Oxiationstel. als Oxiationstel wirken. Bei hoher Lösung wirken sie als un

10 Arbeitsheft Reoxreaktionen 2 Erweiterung um Moleküle un Molekülionen Jakob 10 Oxiation von Versuhsbeshreibung B: In ein Reagenzglas wir etwas farblose verünnte Salzsäure gegeben un ein silbriger Zinkstab hineingestellt. Sofort steigen farblose Gasbläshen auf. Fängt man as Gas auf, ist ie Knallgasprobe positiv. Nah einiger Zeit ist ie Oberflähe es Zinkstabs stark korroiert. F: Der Versuh funktioniert auh unter Luftabshluss, so ass eine Reaktion Sauerstoff ausgeshlossen weren kann. Re.: Rem1 Oxm2 Rem2 Oxoniumionen können wie un als Oxiationstel wirken. Konzentrierte Säuren wie z.b. ie konzentrierte Shwefelsäure wirken aber auh selbst als starke Oxiationstel. Sie können aher auh Metalle angreifen.

11 Arbeitsheft Reoxreaktionen 2 Erweiterung um Moleküle un Molekülionen Jakob 11 Abgeleitete erweiterte Rem Oxm Versuhsbeshreibung In Versuh 5 reagieren Die stärksten Reuktionstel sin ie. Sie gehören zu en Metallen. Diese reagieren verünnten Säuren unter Wasserstoffentwiklung. Die stärksten Oxiationstel sin ie Nihtmetalloxiionen un Nebengruppenmetalloxiionen in Lösung. In alkalisher Lösung sin sie meist eher shwah un so für en Nahweis bestimmter Reuktionstel geeignet (Vgl. Organishe Chemie: Alehy- Nahweis, Alkohol-Nahweis). In Versuh 6 reagiert