Aufstellen von Redoxgleichungen

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1 Aufstellen von Redoxgleichungen Mit Tabellenbuch (Küster-Thiel, 105. Auflage) Formulieren Sie jeweils getrennt die Reduktion und die xidation. Bilden Sie dann die Redoxreaktion. 1. In alkalischer Lösung reagiert Wasserstoffperoxid ( 2 2 ) mit Permanganat-Ionen (Mn 4 ) zu molekularem Sauerstoff und Mangan(IV)-oxid. Für die Reduktion gilt folgende Reaktionsgleichung: Mn e Mn Formulieren Sie zusätzlich die Redoxreaktion mit frei wählbaren Gegenionen. 2. Silber löst sich in Salpetersäure auf, wobei Nitrose Gase (N) entstehen. 3. Wasserstoffperoxid kann in sauer Lösung Peroxodisulfat-Ionen (S ) zu Schwefelsäure reduzieren. 4. Wasserstoffperoxid kann in sauer Lösung Iodidionen zu Iod oxidieren. Warum handelt es sich bei 2 2 um ein im Labor beliebtes xidationsmittel? 5. Blei(IV)-oxid kann als xidationsmittel Kaliumbromid in schwefelsaurer Lösung zu Brom oxidieren. Stellen Sie die Rkt.gleichung auf. 6. Eine Iodlösung (z.b. für die Iodometrie) wird in einem Labor durch Ansäuern (z.b. mit Salzsäure) einer Kaliumiodid-Lösung hergestellt in der etwas Kaliumiodat gelöst wurde. Die dabei ablaufende Reduktions- albreaktion lautet: I e 0,5 I hne Tabellenbuch a) Formulieren Sie die Gleichung auch. b) Leiten Sie die Reduktions-albreaktion durch Kombination von 2 albreaktionen auf der Seite S. 231 (Küster-Thiel) selbst her. Formulieren Sie RedoxReaktion. TIPP: Es ist einfacher die Reaktionsgleichung zuerst mithilfe mit den tatsächlich reagierenden Ionen zu formulieren. Gegenionen werden bei Bedarf erst später ergänzt. 7. Propan-2-ol (-C()-, Propangrundgerüst mit -Gruppe am mittleren C-Atom) wird durch Kupfer(II)-oxid unter Bildung von Propanon -C()- oxidiert. C C 2-Propanol: Propanon: 8. Kaliumdichromat (K 2 Cr 2 7 ) kann in salzsaurer Lösung Ethanol ( -C 2 -) zu Essigsäure (-C) oxidieren, wobei auch Cr(III)-Ionen entstehen. C Essigsäure: 9. Wasserstoffperoxid zersetzt sich beim Verkochen unter Sauerstoffentwicklung Notieren Sie die Reaktionsgleichung. andelt es sich um eine Redoxreaktion? Begründen Sie. 10. Chlordioxid disproportioniert in alkalischer Lösung in Chlorit-Ionen (Cl 2 ) und Chlorat-Ionen (Cl 3 ). 11. Die quantitative Bestimmung des Umweltgifts Kohlenmonooxid mit ilfe von Gasprüfröhrchen basiert auf die Umsetzung von Kohlenstoffmonooxid mit Diiodpentaoxid zu Iod und Kohlenstoffdioxid. Weitere Aufgaben: Geben Sie die Redoxgleichungen zu Aufgaben 1-6 ohne Tabellenbuch an. TIPP: Erst mit tatsächlich reagierenden Ionen formulieren, anschließend Gegenionen ergänzen. Weitere Aufgaben: Siehe blaues Buch. Muterlösungen unter

2 Lösungen ohne Gewähr Mit Tabellenbuch Die albreaktionen können direkt aus dem Tabellenbuch entnommen werden und müssen anschließend jeweils so multipliziert werden, dass die Elektronenzahl in beiden albreaktionen identisch ist. Anschließend werden die Gleichungen addiert und evtl. gekürzt sowie bei Bedarf Gegenionen ergänzt. Nr. 1 Reduktion (Mn e Mn )*2 Küster-Thiel. S. 233 Tab. unten xidation ( e )*3 siehe Aufgabenstellung Summe (gekürzt) Mn Mn KMn Mn K Zur Überprüfung überzeugt man sich davon, dass Ladungsbilanz und Atombilanz stimmt! Nr. 2 Reduktion N e N Küster-Thiel. S. 231 Tab. unten xidation (Ag Ag + + e )*3 K.-T. S. 230, Tab oben Summe (gekürzt) N Ag N Ag + DER N Ag N Ag + DER Ein + wurde mit einem N 3 zu einem N 3 vereint. N N 3 N AgN 3 bzw. + wird mit N 3 abgesättigt (war laut Aufgabenstellung nicht verlangt) 4 N 3 N AgN 3 Nr. 3 Reduktion S e 2 S 4 Küster-Thiel S. 231Tab. unten xidation e 2 2 muss Elektronen zur Verfügung stellen => xidation Küster-Thiel. S. 231Tab. unten Summe (gekürzt) S S DER S S 4(aq) + 2 Ein + wurde mit einem S 4 zu einem 2 S 4 vereint Nr. 4 Reduktion e 2 2 Küster-Thiel. S. 231Tab. unten xidation (I 0,5 I e )*2 Küster-Thiel. S. 231, Tab. oben Summe (gekürzt) I I 2

3 Wenn 2 2 als xidationsmittel eingesetzt wird, resultiert nur 2 als Endprodukt. Evtl. noch unverbrauchtes 2 2 kann einfach verkocht werden (siehe auch Aufgabe 9 + Lösung). Es bleiben also keine Ionen oder sonstige Stoffe in Lösung, die evtl. Analysen stören könnten. Nr. 5 Reduktion Pb e Pb Küster-Thiel. S. 231 Tab. unten xidation (Br 0,5 Br 2 + e )*2 K.-T. S. 231, Tab unten Summe (gekürzt) Pb Br Pb 2+ + Br Pb S KBr PbS 4 + Br 2 + K 2 S Nr. 6 Reduktion I e 0,5 I xidation (I 0,5 I 2 + e )*5 K.-T., S. 231, oben Summe (gekürzt) I I 3 I KI 3 (aq) + 6 Cl (aq) + 5 KI (aq) 3 I KCl (aq) b) Gleichung 1 I e I K-T., S. 231 unten Gleichung 2 I 0,5 I 2 + e K.-T., S. 231, oben Summe (gekürzt) I e 0,5 I dies ist die gewünschte albereaktion! Redoxreaktionen einrichten ohne Tabellenbuch 1. Schritt: Zuerst werden die xidationszahlen der Atome ermittelt, die sich während der Redoxreaktion ändern. 2. Schritt: ier werden sie beiden RedoxPaare schon in eine Reaktionsgleichung zusammengeschrieben. Die RedoxPaare werden dabei jeweils so multipliziert, dass die Gesamtanzahl der abgegebenen Elektronen der Gesamtzahl der aufgenommenen Elektronen entspricht. 3. Schritt: Anschließend erfolgt durch Atom- und Ladungsausgleich durch 2 und + (im Sauren) oder durch 2 und (im Alkalischen). TIPP: ft ist es einfacher die an der eigentlich stattfindenden Redoxreaktionen nicht beteiligte Gegenionen wegzulassen, und erst ganz zum Schluss zu ergänzen. Nr. 7 2-Propanol: C (0) C (+II) Cu (0) Cu (+II)

4 Wenn Cu als xidationsmittel dient, dann bildet sich entweder Cu(I)-oxid oder Cu als Reaktionsprodukt. Für Cu gilt z.b. C (0) C (+II) Cu (0) Cu (+II) C 3 8 C 3 6 C Cu C Cu Die e -Bilanz ist hier schon ausgeglichen: Um C(0) in C(+II) zu überführen müssen 2 e abgegeben werden, um Cu(+II) in Cu(0) zu überführen müssen 2 e aufgenommen werden, C Cu C Cu + 2 Man überprüfe jedes mal, ob die Gleichung am Ende richtig eingerichtet ist! Richtet man die Reaktionsgleichung mit Cu 2 als Reaktionsprodukt ein, so resultiert mit dem gleichen Schema: C Cu C Cu Nr. 8 C 3 C (-I) C (+III) C 2 6 C Pro Ethanolmolekül werden 4 e abgegeben. Cr Cr ( + VI ) ( + III ) 2 7 : Pro Dichromat-Ion werden 2*3 = 6 e aufgenommen. Es müssen doppelt so viel Cr 3+ entstehen, da Cr C + 2Cr 3C + 4Cr ; Ein RedoxPaar wird mal 3 multipliziert, das andere C + 2Cr C + 4Cr mal 2. So ist die Elektronenbilanz ausgeglichen. Zum Ausgleich der -Bilanz werden zuerst rechts 11 2 ergänzt. Damit auch die -Bilanz stimmt, müssen links noch 16 + ergänzt werden. Man überprüfe ob die Gleichung richtig eingerichtet ist (Ladungsbilanz, Atombilanz)! Nr kann verkocht werden, wobei es sich spaltet. ier kann man die Reaktionsgleichung gleich hinschrieben: ,5 2 bzw Lösung unter Einhaltung des formalen Lösungsweg: 2 2 (I) 2 (0) : Pro 2 2 -Molekül (2 -Atome) werden 2 e abgegeben. 2 2 (I) 2 (-II) : Pro 2 2 -Molekül werden 2 e Aufgenommen. Es müssen doppelt so viel 2 entstehen.

5 + + 2 ; Die e -Bilanz ist hier schon ausgeglichen entfällt, da Atom- und Ladungsbilanz stimmt Es handelt es sich um eine RedoxReaktion, da die Reaktion für einige Elemente mit der Änderung der xidationszahl einher geht. Eine Redoxreaktion bei der eine mittlere xidationszahl an einem Element (hier: I) in eine größere (0) und eine kleinere (-II) zerfällt, wird Disproportionierung genannt. Nr. 10 Cl (+IV) 2 Cl (+III) 2 : Pro Chlordioxid-Molekül wird 1 e abgegeben Cl 2 (+IV) Cl (+V) 3 : Pro Chlordioxid-Molekül wird 1 e aufgenommen. Es handelt sich also um eine Disproportionierung (siehe auch Lösung zu Aufgabe 9). Cl + Cl Cl + Cl ; ; Die e -Bilanz ist hier schon ausgeglichen Cl + Cl + 2 Cl + Cl + ; Durch inzufügen von und 2 wird die Atom- und Ladungsbilanz ausgeglichen. Nr. 11 C (+II) C (+IV) 2 : Es werden 2 e pro C abgegeben. I 2 (+V) 5 I 2 (0) : Es werden Pro Diiodpentaoxid 2*5 = 10 e aufgenommen. 5C + I 5C + I ; Das eine RedoxPaar ist zum Ausgleich der e -Bilanz mal multipliziert worden. 5C + I 5C + I ; Die Atom- und Ladungsbilanz ist schon richtig.