Welches der folgenden Reagenzien kann H2O zu O2 unter Standardbedingungen oxidieren?
H+, Cl-, Cl2, Cu2+
Ich vermute, dass Cl- funktioniert und Cl2 (ich verstehe den Unterschied nicht, das eine ist doch nur die oxidierte Form vom anderen) und die anderen nicht. Stimmt das?
1 Antwort
Um etwas zu oxidieren, muss etwas anderes reduziert werden. Damit fällt Cl- schon mal raus, das kann nicht weiter reduziert werden. H+ und Cu2+ sind auch keine guten Reduktionsmittel, die sind ja eher dafür bekannt, sich in vielen Reaktionen bevorzugt zu bilden.
Bleibt also nur Cl2 übrig. Das reagiert mit Wasser, wenn es darin gelöst wird, zu hypochloriger Säure und Chöorwasserstoff. Allerdings ist das eine Gleichgewichtsreaktion, die in saurer Lösung (die ja durch die Bildung der beiden Chlorsäure gegeben ist) weit auf der Seite des Cl2 liegt. Also es kann Wasser oxidieren, ich würds aber tatsächlich nicht so nennen, weil ich finde dafür sollte das Gleichgewicht schon einigermaßen auf der Seite dee oxidierten Spezies liegen.
Sieht man auch daran, dass bei Elektrolyse von chlorid-haltigem Wasser Chlorgas und nicht Sauerstoffgas entsteht.
Stimmt schon, aber es sind ja trotzdem Effekte, die zu berücksichtigen sind. Deswegen ja auch die Bemerkung, dass Chlor kein gutes Oxidationsmittel für Wasser ist. Auf dem Papier geht das, aber praxistauglich ist was anderes.
Und interessant, dass das mit UV Licht geht.
Das liegt aber nur an der Überspannung. Die Reduktionspotentiale von Cl₂ und O₂ betragen +1.36 V bzw. 1.23 V (bei pH=7 nur 0.82 V), es sollte also O₂ entstehen. In der Praxis ist die O₂-Bildung aber wegen des Triplett-Grundzustandes von O₂ gehemmt — deshalb löst sich Chlor in Wasser und bildet anders als F₂ keinen Sauerstoff (angeblich geht es aber, wenn man mit UV beleuchtet, weil dann irgendein Mechanismus zum Spinflip aktiviert wird).