Oxidation von Ethandiol?

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Im Alkohol hat der Kohlenstoff die Oxidationszahl −I, in der Säure +III. Also werden in der Oxidationsreaktion pro Kohlenstoffatom 4 Elektronen abgegeben:

(CH₂OH)₂ ⟶ (COOH)₂ + 8 e⁻

Offenbar stimmen da die Bilanzen nicht. Zum Ausgleich haben wir H₃O⁺ und H₂O:

(CH₂OH)₂ + 10 H₂O ⟶ (COOH)₂ + 8 H₃O⁺ + 8 e⁻

Auf der Reduktionsseite nimmt jedes Cr-Atom 3 Elektronen auf (VI→III):

Cr₂O₇²⁻ + 6 e⁻ ⟶ 2 Cr³⁺

und auch da müssen wir noch mit H₃O⁺ und H₂O herumfummeln

Cr₂O₇²⁻ + 14 H₃O⁺ + 6 e⁻ ⟶ 2 Cr³⁺ + 21 H₂O

Um die beiden zusammenzuführen, müssen die Elektronenumsätze einander genau aufheben; wir multiplizeren also die Oxidationsgleichung mit 3 und die Reduktions­gleichung mit 4, damit wir beiderseits 24 Elektronen haben; danach können wir addieren und die überflüssigen Hahdreiplusse und Gewässer wegstreichen:

3 (CH₂OH)₂ + 30 H₂O ⟶ 3 (COOH)₂ + 24 H₃O⁺ + 24 e⁻
4 Cr₂O₇²⁻ + 56 H₃O⁺ + 24 e⁻ ⟶ 8 Cr³⁺ + 84 H₂O
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3 (CH₂OH)₂ + 4 Cr₂O₇²⁻ + 32 H₃O⁺ ⟶ 3 (COOH)₂ + 8 Cr³⁺ + 54 H₂O

Da man sich bei so einer Rechnung leicht vertut, checken wir noch mal alle Bilanzen:

  • Cr: links 8, rechts 8
  • H: Links 3⋅6 + 32⋅3 = 114, rechts 3⋅2 + 54⋅2 = 114
  • O: Links 3⋅2 + 4⋅7 + 32 = 66, rechts 3⋅4 + 54 = 66
  • Ladung: Links 4⋅(−2) + 32 = 24, rechts 8⋅3=24

Stimmt also.

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