Frage zur Redoxreaktion (Chemie)?
Also,
wir sollen begründen ob eine Redoxreaktion vorliegt bei u.a. folgender Reaktion:
CH3Ch2Ch3 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O
Was mich bei dem ganzen verwirrt ist die Zahl vor dem O2 bzw. H2O. Was ist diese Zahl, die Oxidationszahl? Aber O hat doch keine Oxidationszahl von 5.
Was bedeutet also diese Vorzahl?
-Grüße und danke im Voraus
2 Antworten
Was ein Stöchiometriefaktor ist, sollte eigentlich klar sein bevor man sich solchen Aufgaben widmet...
Damit werden beteiligte Moleküle oder alternativ auch Stoffmengen (z.B. in mol) gezählt. An der Reaktion sind 1 Molekül Propan und 5 Moleküle Sauerstoff beteiligt, heraus kommen 3 Moleküle Kohlendioxid und 4 Moleküle Wasser.
Oder 1 mol Propan reagiert mit 5 mol Sauerstoff zu 3 mol Kohlendioxid und 4 mol Wasser. Je nachdem, ob du gerade in einzelnen Molekülen denkst (z.B. um die Reaktionsgleichung aufzustellen) oder stöchiometrische Berechnungen anstellen möchtest (z.B. Massen oder Volumina ausrechnen).
Denke dir eine Klammer um das jeweilige Molekül! Wenn du 4 Moleküle H2O hast, dann sind das 4*2 H-Atome und 4*1 O-Atome!
wir sollen begründen ob eine Redoxreaktion vorliegt
Auch so eine Aufgabe wird normalerweise erst gestellt, wenn im Unterricht erklärt wurde, was Redoxreaktionen sind - und das funktioniert nicht, ohne dass die Oxidationszahlen erklärt werden. Was hast du gemacht, als das im Unterricht dran kam?
Was ist diese Zahl, die Oxidationszahl?
Der Grund dafür, welches Atom wie viele Bindungen eingehen kann und das Ergebnis von polaren Bindungen ;) Das hast du als "Oktettregel" beziehungsweise "Edelgaskonfiguration" schon mal gehört.
Stelle dir ein H und ein O vor, die eine Elektronenpaarbindung eingehen. Eigentlich gehören die Bindungselektronen beiden Partnern. Aber das O zieht die Bindungselektronen so stark an, dass die Bindungselektronen eigentlich eher dem O zuzuordnen sind, als dem H. Das heißt:
- Dem H fehlt eigentlich ein Elektron. Ihm fehlt eine negative Ladung. Es ist also resultierend ein Stückweit positiv geladen. Das wird mit der Oxidationszahl +I (römisch 1) bezeichnet, das Wasserstoff-Atom ist oxidiert.
- Das O hat sich ein zusätzliches Elektron eingefangen, also ist es ein Stückweit negativ geladen. Das würde man jetzt mit der Oxidationszahl -I kennzeichnen, der Sauerstoff ist reduziert. In der Praxis möchte ein O aber gerne immer die Oxidationszahl -II erreichen, also "klaut" es sich zwei Elektronen von Bindungspartnern (z.B. von zwei H-Atomen).
Im Molekül H2O hat also H die Oxidationszahl +I (es hat nur ein Elektron, also kann es auch max. ein Elektron abgeben!!!), aber es sind ja zwei H-Atome, die ihre Elektronen abgeben... an das eine O, das die Oxidationszahl -II hat.
Somit hat das H ein Elektron abgegeben und das O hat zwei Elektronen aufgegeben - und beide haben sie die Oktettregel erfüllt bzw. die Edelgaskonfiguration erreicht. Also sind sie allesamt glücklich ;)
Ein paar grobe Faustregeln:
- In Elementarstoffen ist die Oxidationszahl immer 0.
- O will immer -II erreichen. Und N will immer -III erreichen.
- Die ganzen Atome "oben rechts" im PSE nehmen eigentlich nur Atome auf, sind also wenn dann negativ.
- Metalle geben fast immer Elektronen ab, nehmen also im Grunde nur positive Oxidationszahlen an.
- Der Betrag der Oxidationsstufe entspricht oft der Periode, in dem sich das fragliche Atom befindet: H und Alkalimetalle sind in der 1. Periode, werden also normalerweise +I. Erdalkalimetalle normalerweise +II. C wird +IV. F, Cl und Br wollen -I werden. Eben so, wie es für die Oktettregel bzw. für die Edelgaskonfiguration nötig ist.
- Bei den Nebengruppenmetallen muss man sich merken, welche Oxidationszahlen sie annehmen. Sie können oft auch mehrere Oxidationsstufen annehmen, z.B. kann Fe sowohl +II als auch +III sein.
Wenn du dir unklar bist, welcher Bindungspartner die Bindungselektronen stärker anzieht, schaust du ins PSE nach der jeweiligen Elektronegativität. Wer den höheren Wert hat, zieht die Elektronen zu sich.
So, um nun zu der Frage zurück zu kommen:
wir sollen begründen ob eine Redoxreaktion vorliegt
Eine Redoxreaktion liegt dann vor, wenn sich die Oxidationszahlen ändern. Das ist der Fall, z.B. hat der Sauerstoff in den Ausgangsstoffen 0 (weil Elementarstoff) und in den Produkten die Oxidationsstufe -II.
Und das bedeutet, dass Elektronen ausgetauscht werden. Die O-Atome nehmen jeweils 2 Elektronen auf und da sie nicht von außen ins Reaktionsgefäß zugeführt werden, müssen diese Elektronen von den anderen Atomen her kommen.
Du bist zwar ein bisschen vom Thema abgekommen, da sich die Frage ausschließlich auf die Vorzahl gewidmet hat und ich sehr wohl weis was eine Redoxreaktion ist, während die mol Geschichte in den Vorherigen Jahrgängen drankam, wo ich aber noch eine andere Schule besucht habe und es demensprechend nicht wusste, nachdem ich aber meinen Lehrer darüber gefragt habe, hat er mir die dazugehörigen Seiten geschickt.
Trotzdem vielen dank
Die Zahlen davor sind lediglich die Stoffmengen. Also 5 mol Sauerstoff oder 4 mol Wasser und spielen hier für die Bestimmung der OZ keine wirkliche Rolle