Aufstellen von Redoxgleichungen

Aufstellen von Redoxgleichungen Übung

• Ordne die Schritte zur Aufstellung einer Redoxgleichung.

  Tipps

  Überlege, was du zuerst wissen musst, um eine Redoxgleichung aufzustellen.

  Eine Oxidation findet statt, wo die Oxidationszahl größer wird.

  Lösung

  1. Aus einer Aufgabenstellung filterst du zuerst die Informationen heraus, indem du alle Edukte und Produkte in einer Reaktionsgleichung aufschreibst.
  2. Anschließend bestimmst du alle Oxidationszahlen und notierst sie.
  3. Nun kannst du leicht die Reduktion und Oxidation voneinander unterscheiden. Bei der Oxidation wird die Oxidationszahl größer, während sie bei der Reduktion kleiner wird. Nun kannst du beide Teilgleichungen notieren. Erinnere dich, die Differenz der Oxidationszahlen entspricht den abgegebenen oder aufgenommenen Elektronen.
  4. Beim Notieren der Redoxgleichung, bei der du Oxidation und Reduktion zusammenfasst, solltest du beachten, dass die Anzahl der Elektronen gleich sein sollte. Entsprechend musst du vielleicht die Oxidation an die Reduktion anpassen oder umgekehrt, indem du sie mit dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Elektronenanzahl multiplizierst. Falls an der Redoxgleichung eine Säure beteiligt ist, solltest du an dieser Stelle die Säurereaktion ausgleichen, indem du die Anzahl an Sauerstoffatomen und Wasserstoffatomen prüfst und angleichst.
  5. Du fügst nun die abgeänderten Koeffizienten in deine Redoxgleichung ein.
  6. Anschließend prüfst du, ob die Anionenverteilung gleichmäßig ist. Denn auf der Eduktseite müssen genauso viele Anionen stehen wie auf der Produktseite. Demzufolge setzt du die restlichen Koeffizienten in die Gleichung ein.
  7. Zum Schluss prüfst du noch einmal, ob die Eduktseite stofflich mit der Produktseite übereinstimmt. Denn ganz wichtig: Nichts geht in einer chemischen Reaktion verloren.

• Vervollständige die Redoxgleichung zwischen Eisen(II)-chlorid und Kaliumpermanganat.

  Tipps

  Die Redoxreaktion muss stofflich ausgeglichen sein.

  Lösung

  Die Reaktion von Kaliumpermanganat ($KMnO_4$) zu Mangan(II)-sulfat ($MnSO_4$) ist die Reduktion, da sich die Oxidationsstufe von Mangan von $+7$ auf $+2$ verringert. Entsprechend wird Eisen(II)-chlorid mit der Oxidationsstufe $+2$ von Eisen zu $+3$ von Eisen(III)-chlorid oxidiert.

  Es werden bei der Oxidation 1 Elektron abgegeben und bei der Reduktion 5 Elektronen aufgenommen. Der kleinste gemeinsame Vielfache ist 5. Du musst also die Oxidationsreaktion mit 5 multiplizieren, um die Redoxreaktion auszugleichen. Anschließend gleichst du die Sauerstoff- und Wasserstoffatome der Säurereaktion aus und trägst die Koeffizienten ein.

  Nun vergleichst du die Anionenverteilung. Auf der Eduktseite befinden sich 10 Chloridanionen. Auf der Produktseite steht bereits ein Chloridanion in Kaliumchlorid. Die verbleibenden 9 Chloridanionen müssen sich also in $FeCl_3$ befinden. Um dort auf 9 Anionen zu gelangen, musst du mit dem Koeffizienten 3 multiplizieren.

  Zum Schluss prüfst du, ob die Atome auf der Eduktseite mit der Produktseite übereinstimmen.

• Bestimme Oxidation und Reduktion in folgenden Beispielen.

  Tipps

  Bei einer Reduktion wird die Oxidationszahl des Elementes kleiner.

  Reduktion und Oxidation müssen immer zusammen ablaufen.

  Lösung

  Reduktion und Oxidation laufen immer zusammen ab. Wird also in einer Gleichung ein Element reduziert, wird ein anderes in der Redoxgleichung oxidiert. Die Oxidation erkennst du daran, dass sich die Oxidationszahl bei einem Element erhöht. Die Reduktion erkennst du daran, dass sich die Oxidationszahl verringert. Liegen Ionen vor, entspricht die Oxidationszahl der Ionenladung. Hier kannst du ganz leicht ablesen, ob sich die Oxidationszahl erhöht oder verringert.

• Stelle die Redoxgleichung von Eisen(III)-oxid mit Aluminium zu Eisen und Aluminiumoxid auf.

  Tipps

  Notiere zuerst die richtigen Edukte und Produkte.

  Überlege dir die Oxidationszahlen. Bei einer Vergrößerung der Oxidationszahl handelt es sich um die Oxidation.

  Die Differenz der Oxidationszahlen gibt die Anzahl der ausgetauschten Elektronen wieder.

  Die Anzahl der aufgenommenen Elektronen muss mit der Anzahl der abgegebenen Elektronen übereinstimmen.

  Füge die neuen Koeffizienten ein und vergleiche die Atome der Eduktseite mit denen der Produktseite. Es muss die gleiche Anzahl vorhanden sein.

  Lösung

  Zuerst notierst du dir die richtigen Edukte und Produkte:

  $Fe_2O_3 + Al \rightarrow Fe + Al_2O_3$

  Die Oxidation ist schnell bestimmt: Die Oxidationszahl 0 von Aluminium erhöht sich zu +3 von Aluminiumoxid. Es werden 3 Elektronen abgegeben. Bei der Reduktion werden 3 Elektronen aufgenommen. Die Elektronen müssen also nicht ausgeglichen werden, da genauso viele Elektronen abgegeben wie aufgenommen werden.

  Nun musst du noch stofflich ausgleichen. Da Eisen(II)-oxid zwei Eisenatome enthält, müssen auf der Produktseite ebenfalls 2 Eisenatome stehen. Genauso verhält es sich beim Aluminium.

  Ausgeglichen lautet die Gleichung nun also:

  $ Fe_2O_3 + 2 Al \rightarrow 2 Fe + 1 Al_2O_3$

• Gib an, was dein Lehrer dir unbedingt bei einer Redox-Aufgabe nennen sollte.

  Tipps

  Überlege dir, wie du beim Aufstellen einer Redoxgleichung vorgehst und an welchem Punkt du möglicherweise nicht weiter kommst, wenn dir eine bestimmte Information fehlt.

  Lösung

  Dein Lehrer sollte dir immer sagen, welche Edukte und Produkte an der Redoxgleichung beteiligt sind. Denn einige Edukte reagieren zu unterschiedlichen Produkten, je nach dem, unter welchen Bedingungen diese Reaktion abläuft. So kann Kaliumpermanganat einerseits zu Braunstein oder unter sauren Bedingungen zu Mangan(II)-sulfat reagieren.

• Stelle die Redoxgleichung auf.

  Tipps

  Notiere dir die Oxidationszahlen der Edukte und Produkte.

  Bestimme Oxidation und Reduktion. Du kannst anhand der Oxidationszahlen ablesen, wie viele Elektronen aufgenommen und abgegeben werden.

  Die Anzahl der aufgenommenen und abgegebenen Elektronen muss gleich sein.

  Lösung

  Elementares Kupfer hat die Oxidationszahl 0. Kupferionen besitzen die Oxidationszahl +2. Da sich die Oxidationszahl erhöht, ist dies die Oxidation. Die Reduktion ist die Reaktion von $NO_3^-$ zu $NO_2$. Hier verringert sich die Oxidationszahl um 1. Bei der Oxidation werden 2 Elektronen abgegeben, bei der Reduktion wird ein Elektron aufgenommen. Um einen Ausgleich zu schaffen, multiplizierst du die Reduktionsgleichung mit 2. Der Sauerstoffausgleich erfolgt über Wassermoleküle.

  Abschließend musst du noch stofflich ausgleichen:

  $Cu + 2 NO_3^- + 4 H^+ \rightleftharpoons 2 NO_2 + Cu^{2+} + 2 H_2O$