Chemie: Fe + HCl -> Woher weiß ich was rauskommt?

woher weiß ich, ob FeCl + H2 oder ob HFe + Cl rauskommt?

Answer 1

[indiachinacook]

Eisen ist ein Metall, Salszäure eine Säure. Aus so einer Kombination bekommt gewöhnlich H₂ und positiv geladene Metallionen, das Metall wird also oxidiert (negative Oxidations­zahlen sind bei Metallen sehr selten und betreffen Ver­bindungs­typen, die man in der Schule eher nicht kennen­lernt, z.B. Carbonyle und Zintl-Phasen).

Bleibt nur noch die Frage, welche Oxidationsstufe man rausbekommt. Fe⁺ oder Fe²⁺ oder Fe³⁺ oder was anderes?

Selbst als Schüler sollte man wissen, daß Eisen gewöhnlich zwei- oder drei­wertig auftritt. Was in einer bestimmten Situation dann wirklich abläuft, kann man mit Standard­reduktions­potentialen herausfinden, da gibt es überall Tabellen dafür.

Potentiell kommen also zwei Reaktionen in Frage:

Fe + 2 HCl  ⟶  FeCl₂ + H₂

Fe + 3 HCl  ⟶  FeCl₃ + 1½ H₂

(das kann man natürlich auch in Ionenschreibweise formulieren, weil FeCl₂ in Wasser gelöst Fe²⁺ und 2 Cl⁻ ergibt)

Ein  Blick auf eine Tabelle von Standardreduktionspotentialen macht alles klar: Das Paar Fe²⁺/Fe hat E=−0.44 V, die Weiteroxidation (das Paar Fe³⁺/Fe²⁺) aber E=+0.77 V. Die Säure (das Paar H₃O⁺/H₂) hat aber nur 0 V (als Nullpunkt definiert), daher kann sie nur zu Eisen(II) oxidieren. Die richtige Reaktion ist also

Fe + 2 HCl  ⟶  FeCl₂ + H₂

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik