Affinität der Metalle zu Sauerstoff, Versuch?
Hallo,
ich weiß, dass die Fähigkeit der Metalle, mit Sauerstoff zu reagieren, je edler sie werden, abnimmt. Woran liegt das? Und wie kann ich den Versuch auswerten? Siehe Bild.
3 Antworten
Wenn ich es recht sehe, dann hat Deine Frage zwei verschiedene Komplexe.
Ich habe Dir die hier interessierenden Redoxsysteme mit den Normalpotenzialen aufgeschrieben.
Ag ⇌ Ag⁺ + e⁻ E° = +0,81 V
Cu ⇌ Cu²⁺ + 2 e⁻ E° = +0,35 V
Fe ⇌ Fe²⁺ + 2e⁻ E° = -0,44 V
Zn ⇌ Zn²⁺ + 2 e⁻ E° = -0,76 V
a) Frage: Reaktion bestimmter Metalle mit Sauerstoff.
Es kommt z.B., wenn die Bedingung pH = 7 gegeben ist, das folgende Redoxsystem infrage: 6 H₂O ⇌ O₂ + 4 H₃O⁺ + 4 e⁻ E° = +0,28 V
Alle Redoxsysteme, die ein kleineres E° als +0,28 V haben, reagieren bei pH = 7 mit Sauerstoff. Das wären also von den Metallen hier oben? ............
Du kannst jetzt entgegnen, dass eine Kupferdachrinne sich im Laufe der Zeit auch verändert, also reagiert. Meine Antwort darauf: Der Regen hat nicht pH = 7, und damit ist auch das E° ein anderes.
b) Die Kombinationsmöglichkeiten bei der gezeichneten Versuchsreihe.
Ich gebe Dir nur für ein Paar die Lösungsmöglichkeit. Es soll z.B. ein Zinkstab in eine Kupfersulfatlösung getaucht werden.
Du vergleichst jetzt die Redoxsysteme von Zink und Kupfer miteinander. Das Zink ist sehr unedel (stark negatives E°) und gibt leicht Elektronen ab (Oxidation). Es liegen Kupferionen vor, die zu einem Redoxsystem gehören mit großem E°. Das Bestreben der Kupferionen ist möglichst Elektronen aufzunehmen (Reduktion).
Es findet somit ein freiwillig ablaufender Redoxprozess statt.
Unedle Metalle sind Metalle, die ein negatives Standardpotential aufweisen. Metalle mit einem positiven Standardpotential hingegen werden als Edelmetalle bezeichnet.
Unedle Metalle reagieren unter Normalbedingungen mit Sauerstoff aus der Luft, d.h. sie oxidieren.
Da Sauerstoff ein stark positives Standardpotential aufweist, reagieren auch einige Metalle mit positivem Standardpotential mit Sauerstoff. Solche Metalle bezeichnet man als Halbedelmetalle.
Edlere Metalle reagieren auch bei der Salzbildung träger, so lässt sich beispielsweise mit Eisen in einer Kupfersalzlösung das Kupfer zu Metall reduzieren, während das Eisen oxidiert wird und in Lösung geht.
Vereinfacht ist dies die Ordnung, die von edel bis unedel geht. Je unedler, desto höher ist die Affinität.