CHEMIE KAPITEL 5- REAKTIONEN DER ANORGANISCHEN CHEMIE. Timm Wilke. Georg-August-Universität Göttingen. Wintersemester 2013 / 2014

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1 CHEMIE KAPITEL 5- REAKTIONEN DER ANORGANISCHEN CHEMIE Timm Wilke Georg-August-Universität Göttingen Wintersemester 2013 / 2014

2 Folie 2 Einführung Brennendes Magnesiumband reagiert mit Sauerstoff und Brom Unterschiedliche Reaktionspartner dennoch einige Gemeinsamkeiten

3 Folie 3 Wiederholung: Die Chemische Reaktion Magnesium reagiert mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid: Mg + O MgO Magnesium (2. Hauptgruppe) gibt 2 Elektronen ( e - ) ab und Sauerstoff (6. Hauptgruppe) nimmt 2 e - auf, um Edelgaskonfiguration zu erreichen. Magnesium reagiert mit Brom zu Magnesiumbromid: Mg + 2 Br - MgBr 2

4 Folie 4

5 Folie 5 Teilreaktionen (I) Mg Mg e - * 2 (II) O e - 2 O 2-2 Mg + O 2 2 MgO (I) Mg Mg e - (II) Br e - 2 Br - Mg + Br 2 MgBr 2

6 Folie 6 Elektronenübertragungsreaktionen Es handelt sich bei beiden Reaktionen um Elektronenübertragungsreaktionen. Im ersten Teilschritt entstehen aus den Atomen des Magnesium zweifach positiv geladene Magnesium-Kationen. Magnesium gibt also Elektronen ab dieser Vorgang wird Oxidation genannt. Magnesium wird also bei der Reaktion zu Magnesium-Ionen (Mg 2+ ) oxidiert.

7 Folie 7 Elektronenübertragungsreaktionen Sauerstoff und Brom nehmen Elektronen auf. Im zweiten Teilschritt entstehen aus den Atomen des Brom und Sauerstoff negativ geladene Brom- bzw. Sauerstoff-Anionen. Brom und Sauerstoff nehmen also Elektronen auf dieser Vorgang wird Reduktion genannt. Brom und Sauerstoff werden also bei der Reaktion zu Sauerstoff- (O 2- ) bzw. Brom-Ionen (Br - ) reduziert.

8 Folie 8 Elektronendonatoren und -akzpetoren Stoffe, die bei einer chemischen Reaktion Elektronen abgeben, nennt man Elektronendonatoren. Stoffe, die Elektronen aufnehmen, nennt man Elektronenakzeptoren.

9 Folie 9 Redoxreaktionen Elektronen können bei einer chemischen Reaktion nur abgegeben, wenn diese gleichzeitig von anderen Partnern aufgenommen werden. Reduktion und Oxidation sind folglich immer gekoppelt. Beide laufen als Redoxreaktion stets gleichzeitig ab.

10 Folie 10 Zusammenfassung Oxidation bezeichnet die Abgabe von Elektronen, Reduktion die Aufnahme von Elektronen. Reaktionen bei denen Elektronenübertragungen stattfinden, werden als Reduktions-Oxidations-Reaktionen, oder kurz Redoxreaktionen bezeichnet.

11 Folie 11 Beispiele Metalle reagieren mit dem Luftsauerstoff zu Metalloxiden. Reaktionen von Nichtmetallen wie Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel zu Nichtmetalloxiden, z.b. die Oxidation von H 2 zu Wasser. Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdöl, Erdgas. Diese Reaktionen verlaufen unter großer Wärmeabgabe Atmungskette im Zellstoffwechsel: Langsame Verbrennungsvorgänge, bei denen der mit der Atemluft aufgenommene Sauerstoff schrittweise auf Wasserstoff aus organischen Verbindungen übertragen wird.

12 Folie 12 Historisches Oxidation leitet sich von Oxygenium ab, der lateinischen Bezeichnung für Sauerstoff. Früher wurden nur chemische Reaktionen bei denen Sauerstoff aufgenommen wurde, als Oxidation bezeichnet. Dies ist nicht richtig. Gegenbeispiel: 2 Fe + 3 Cl 2 2 FeCl 3 Fazit: Alle Reaktionen, bei denen Sauerstoff aufgenommen werden, sind Redox-Reaktionen, aber nicht bei allen Redox- Reaktionen wird Sauerstoff übertragen.

13 Folie 13 Aufgaben Erstelle und benenne das Reaktionsschema (Teilreaktionen) für folgende Reaktionen: Aufgabe 1: Ca + F 2 CaF 2 Aufgabe 2: 2 Fe + 3 Cl 2 2 FeCl 3 Kennzeichne dabei bei beiden Reaktionen sowohl die Elektronenabgabe (Oxidation) als auch die Elektronenaufnahme (Reduktion). Tipp: Calcium: 2. Hauptgruppe. Chlor & Fluor: 7 Hauptgruppe

14 Folie 14 Musterlösung (I) Ca Ca e - (Oxidation) (II) F e - 2 F - (Reduktion) Ca + F 2 CaF 2 (I) Fe Fe e - * 2 (Oxidation) (II) Cl e - 2 Cl - * 3 (Reduktion) 2 Fe + 3 Cl 2 2 FeCl 3

15 Folie 15 Rechtliches Abbildungsnachweis: Folie 2, 4: elemente chemie II, Klett Verlag, S. 228, 234. Copyrightvermerk und Lizenzen: Alle Rechte an den Inhalten dieser elearning-materialien liegen beim Autor oder den jeweiligen Urheberrechtsinhabern. Sämtliche Bilder und Texte sind entweder vom Autor selbst fotografiert, verfasst oder sind gemeinfrei, es sei denn, es ist eine andere Quelle angegeben. Kein Teil dieses Materials darf ohne ausdrückliche schriftliche Genehmigung des Autors veröffentlicht, vervielfältigt oder für Internet-Seiten verwendet werden, auch nicht in abgeänderter Form. Die Daten oder Teile der Homepage dürfen nicht auf fremden Datenträgern, Kopien, Druckwerken, auf CD-ROM oder anderen Datenspeichermöglichkeiten erscheinen. Haftungsausschluss: Die Benutzung der hier vorliegenden Informationen geschieht auf vollkommen eigene Verantwortung. Haftung für Schäden oder Verluste, die beim Umgang mit den hier beschriebenen Stoffen oder bei der Durchführung von chemischen Versuchen entstehen, ist ausgeschlossen; ebenso wie Schadensersatzforderungen oder Gewährleistungsansprüche aufgrund falscher oder fehlender Angaben. Die Angaben zu den Stoffen und Experimentieranleitungen wurden jedoch sorgfältig und nach bestem Gewissen erstellt und sind in jedem Falle zu beachten.

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