woher weiß ich, wie viele elektronen ein metall abgibt?
woran erkenne ich z.b in ionengleichungen, wie viele elektronen ein metall abgibt? & was genau verstehe ich unter redoxreaktionen?
Cu + H20 -> CuO + H2 wäre eine redoxreaktion aber: Cu2+ - 2e- -> Cu Fe --> Fe2+ + 2e-
Fe + Cu2+ -> Fe2+ + Cu wäre ebenfalls eine. warum kommen hier Ionengleichungen zum Einsatz?
2 Antworten
Moin,
in der Chemie gibt es zwei Reaktionstypen nach dem Donator-Akzeptor-Konzept (also der Abgabe und Aufnahme von irgendwelchen Teilchen). Neben Säure-Base-Reaktionen, in denen es quasi um die Abgabe bzw. die Aufnahme von positiv geladenenen Protonen (H+-Ionen) geht, gibt es noch die Redocreaktionen, bei denen eben negativ geladene Elektronen abgegeben bzw. aufgenommen werden.
Eine Redoxreaktion ist nun die Zusammenfassung zweier Teilreaktionen, nämlich einer Reduktion und einer Oxidation. Du kannst demnach in deinen Beispielen stets diese beiden Teilreaktionen separat betrachten. Hinzu kommt noch die so genannte Bruttogleichung, also die Reaktionsgleichung, die alle beteiligten Teilchen in deinem Reaktionsgemisch berücksichtigt. Manchmal stimmt die Bruttogleichung mit der Redoxgleichung überein, manchmal nicht. Deine Beispiele zeigen auch das:
Die Bruttogleichung deines ersten Beispiels lautet beispielsweise
Cu + H2O ---> CuO + H2
Die Teilreaktionen lauten
Oxidation: Cu ---> Cu^2+ + 2e-
Reduktion: H2O + 2e- ---> O^2- + H2
und die Redoxgleichung sieht dann so aus:
Cu + H2O ---> CuO + H2
Der Vergleich zeigt sofort, dass die Bruttogleichung dieser Reaktion identisch mit der Redoxreaktionsgleichung ist. Die beiden Teilgleichungen der Oxidation und der Reduktion erklären dagegen, was sich bei dieser Reaktion auf der Teilchenebene abspielt. Laut Definition ist eine Oxidation die Abgabe von Elektronen. Wenn du bereits das Konzept der Oxidationszahlen hattet, dann solltest du außerdem noch wissen, dass die Abgabe von Elektronen mit der Erhöhung der Oxidationszahl einhergeht. Hier siehst du, dass Cu (Oxidationszahl 0, da Element) zu einem Cu^2+-Ion wird. Da die Ladung eines Ions seiner Oxidationszahl entspricht, hat ein Cu^2+-Ion die Oxidationszahl +II. Von 0 auf +II ist eine Erhöhung der Oxidationszahl, also eine Oxidation. Umgekehrt ist die Reduktion eine Aufnahme von Elektronen. Dabei wird die Oxidationszahl verringert (reduziert, wenn du so willst). Auch das kannst du sehen: Die Wasserstoffatome im Wassermolekül haben jeweils die Oxidationszahl +I, während das Sauerstoffatom die Oxidationszahl –II hat (die Summe der Oxidationszahlen in einem ungeladenen Molekül muss 0 ergeben; die Oxidationszahlen ergeben sich aus dem Umstand, welcher der Bindungspartner die größere Elektronegativität hat). Das entstehende Sauerstoff-Ion (O^2-) hat weiterhin die Oxidationszahle –II, aber die Wasserstoffe erhalten jeweils ein Elektron, finden sich zu einem Wasserstoffmolekül (H2) zusammen und gehen dadurch in den elementaren Zustand über. Elemente haben aber vereinbarungsgemäß die Oxidationszahl 0 (s.o.). Das kommt einer Reduzierung gleich (von +I auf 0). Also wird der Wasserstoff aus dem Wasser bei dieser Reaktion reduziert.
In deinem zweiten Beispiel ist das prinzipiell gleich, aber doch auch ein bisschen anders. Hier lautet die Bruttogleichung nämlich zum Beispiel
Fe + CuSO4 ---> FeSO4 + Cu
Aber da die hier angeführten Sulfat-Ionen für den eigentlichen Redoxvorgang völlig uninteressant sind, weil sie an dieser Reaktionsform gar nicht teilnehmen, werden sie in den Teilgleichungen der Oxidation und der Reduktion gar nicht aufgeführt (tatsächlich könnten es auch andere unbeteiligte Ionen wie Cl- oder CO3^2-... sein). Dadurch werden deine Teilgleichungen zu Ionengleichungen:
Oxidation: Fe ---> Fe^2+ + 2e-
Reduktion: Cu^2+ + 2e- ---> Cu
Redox: Fe + Cu^2+ ---> Fe^2+ + Cu
Diesmal ist also die Bruttogleichung nicht identisch mit der Redoxgleichung, da auch hier die Teilgleichungen der Oxidation, Reduktion sowie die Redoxgleichung nur das Relevante zeigen, was sich auf Teilchenebene abspielt.
Fazit: Eine Redoxreaktion ist ein Reaktionstyp nach dem Donator.Akzeptor-Konzept und stellt die Zusammenfassung der beiden Teilgleichungen der Reduktion und der Oxidation dar. Unter Oxidation versteht man die Abgabe von Elektronen, wobei sich die Oxidationszahl erhöht. Unter Reduktion versteht man die Aufnahme von Elektronen, wodurch die Oxidationszahl verringert (reduziert) wird. Da bei einer Redoxgleichung gezeigt wird, was auf Teilchenebene passiert, entspricht sie manchmal der Bruttogleichung der Gesamtreaktion, in anderen Fällen nicht.
So, das war's, glaube ich. Noch Fragen? LG von der Waterkant.
Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, in deren Verlauf sich die Oxidationszahlen der Reaktionspartner ändern. Die Zahl der ausgetauschten Elektronen ermittelst du durch Vergleich der Edukte und Produkte der Reaktion. Wenn z. B. links Fe steht und rechts Fe2+, hat Eisen 2 Elektronen abgegeben.