Kapitel 2 Repetitionen Chemie und Werkstoffkunde. Thema 6 Oxidation und Reduktion

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1 BEARBEITUNGSTECHNIK REPETITONEN LÖSUNGSSATZ Kapitel 2 Repetitionen Chemie und Werkstoffkunde Thema 6 Oxidation und Reduktion Verfasser: Hans-Rudolf Niederberger Elektroingenieur FH/HTL Vordergut 1, 8772 Nidfurn Ausgabe: Juni 2010 Die vorliegenden Repetitionsfragen ist eine Sammlung aus jahrelangen Erfahrungen. Es kann gut sein, dass die n nicht optimiert sind und Doppelspuigkeiten möglich sind. Die Kapitel wurden laufend den Bidungsplänen angepasst und der Inhalt ist relativ umfangreich. Wenn die Unterlagen seriös durchgearbeitet werden ist der Einblick in die Werkstoffkunde und damit verbundene berufrelevante Chemie gewährleistet. Ich bin auf Rückmeldungen anderer Lehrpersonen und der Lernenden angewiesen, damit ich das umfangreiche Dokument laufend verbessern kann. Die Unterlagen sind nicht geschützt und können verwendet werden. Für den Inhalt ist jeder Verwender selber verantwortlich. Bei Fehlern im Inhalt und daraus resultierende Schäden wird jede Haftung abgelehnt.

2 BEARBEITUNGSTECHNIK REPETITONEN LÖSUNGSSATZ 101 Was bedeutet Oxidation? Elektronenabgabe 102 Welche Oxidationszahlen liegen hier vor? FeCl 2 Eisen(II)chlorid +II -I Fe Cl Wie läuft der Elektronenübergang bei der Oxidation bzw. Reduktion ab? Elektronenübergang findet bei der Umwandlung von Atomen in Ionen und umgekehrt ab. 104 Was bedeutet Oxidation, wenn man die Oxidationszahlen betrachtet? Wenn die Oxidationszahl zunimmt. Oxidation ist allgemein eine Elektronenabgabe

3 BEARBEITUNGSTECHNIK REPETITONEN LÖSUNGSSATZ 105 Was passiert, wenn Sauerstoff mit Wasserstoff reagiert? Oxidation Wasserstoff gibt seine Elektronen an den Sauerstoff ab und wirkt beim Sauerstoff als Reduktionsmittel. 106 Nennen Sie die Möglichkeiten aus chemischer Energie Strom zu produzieren! Primärelemente Sekundärelemente 107 Zu welchem Zweck dient die Elektrolyse? Metallgewinnung Galvanisierung 108 Bestimmen Sie die Oxidationszahlen aller Atome in den Verbindungen: a) KF b) Br 2 c) HNO 3 d) Na 2 SO 4 e) NH 4 NO 3 a) KF b) Br 2 c) HNO 3 +I -I K F 0 Br 2 +I +V -II H N O 3 +I +VI -II d) Na 2 SO N a 2 S O 4 4 +III +I +V -II e) NH 4 NO N H 4 N O 3 3

4 BEARBEITUNGSTECHNIK REPETITONEN LÖSUNGSSATZ 109 Welche Reaktion ist ein Redox-Vorgang? b) und d) a) 2 KOH + H 2SO4 K 2SO4 + 2H 2O b) 2Al + 3Br2 2AlBr3 c) FeS + 2HCl H 2S + FeCl2 d) CuO + H 2 Cu + H 2O e) CaCO 3 CaO + CO2 Durch feststellen der Änderung der Oxidationszahlen, kann der Redox-Vorgang erkannt werden. 110 Was bedeutet der Begriff oxidieren? Es werden Elektronen abgegeben. Diese Elemente sind das Reduktionsmittel da sie Elektronenspender sind. 111 Was bedeutet die Aussage wird oxidiert? Der Elektronenspender wird oxidiert und ist das Reduktionsmittel. 112 Nach welchen Gesetzmässigkeiten verbinden sich die Atome Al und O? Die chemische Reaktion eines Stoffes mit Sauerstoff nennt man Oxidation. Aluminium gibt die Valenzelektronen ab und Sauerstoff zieht die Elekktronen wegen seiner grösseren Elektronegativität an. Der Sauerstoff ist der Elektronenempfänger und somit das Oxidationsmittel.

5 BEARBEITUNGSTECHNIK REPETITONEN LÖSUNGSSATZ 113 Was sind Anionen? Negativ geladene Atome sind Anione. 114 Was sind Kationen? Positive geladene Atome sind Katione. 115 Wo treten Anionen und Kationen in der Elektrochemie auf? Elektrochemische Stromerzeugung Elektrolyse bzw Galvanotechnik 116 Was geht bei einer Verbrennung vor sich und weshalb entsteht dabei Wärme? Bei der Verbindung wird Energie frei Synthese Aufbau eines Stoffes aus einzelnen Elementen Exothermer Vorgang: Endstoff ist Energieärmer Verbrennung von Kupfer in Elemente Chlor (Salz) Verbindung Cu + Cl2 CuCl 2 Elektrolyse Chlor-Molehühl Endothermer Vorgang: Endstoff ist Energiereicher Bei der Trennung wird Kupfer(II)-chloridlösung Energie aufgenommen Analyse II = Zweiwertig Zerlegen eines = Zwei Valenzelektronen Stoffes in die einzelnen Elemente

6 BEARBEITUNGSTECHNIK REPETITONEN LÖSUNGSSATZ 117 Was wird unter dem Begriff Oxidation verstanden? a) Sauerstoff verbindet sich mit einem anderen Stoff. a) Sauerstoff verbindet sich mit einem anderen Stoff. b) Einem Stoff wird Sauerstoff entzogen. c) Gasförmiger Sauerstoff verbindet sich mit einem flüssigen Stoff. d) Sauerstoff wird als Lagierungselement für NE- Metalle verwendet. 118 Bei der Elektrolyse wird Strom durch die Ionen transportiert. Dabei wandern die Ionen zu den elektrischen Polen. Machen Sie die richtige Ionen-Zuordnung zu den elektrischen Polen! Positiver elektrischer Pol zieht die negativen Nichtmetall-Ionen (Anionen) an. (Anode) Die postiv geledenen Kationen (Metall- Ionen) wandern zum Minus-Pol. (Katode) 119 Zwei verschiedene Metalle befinden sind in einem Elektrolyten. Was passiert an den zwei verschiedenen Metallen und im Elektrolyten Kupfer Edleres Metall Pluspol nimmt Elektronen auf (Reduktion) Cu Zn Zink Unedleres Metall wird zersetzt Minuspol gibt Elektronen ab (Oxidation) Elektrolyt Elektrolyt 120 Schreiben Sie ein Beispiel einer Redoxreaktion mit allen e-übergängen auf! Oxidationsmittel = Elektronenempfänger Elektronenaufnahme Reduktion 0 2Mg 0 +II -II + O 2MgO Oxidation Reduktionsmittel = Elektronenspender Elektronenabgabe Mg wird oxidiert O wurde reduziert

7 BEARBEITUNGSTECHNIK REPETITONEN LÖSUNGSSATZ 121 Was kann über die Eigenschaften und den Zustand von Schwefel mit der Oxidationszahl (+II) ausgesagt werden? Schwefel (+II) S +II Kation Zwei Elektronen zu wenig Wurde oxidiert Positiv geladen