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Übung Redoxreaktionen

Aufgabe 1: Permanganat und Nitrit

Die folgende Redoxgleichung zur Reaktion von Permanganat- und Nitrit-Ionen soll ausgeglichen werden:

MnO_{4}^{-} + NO_{2}^{-} \longrightarrow Mn^{2+} + NO_{3}^{-}


Permanganat reagiert mit Nitrit zu Mangan(II)-Ionen und Nitrat.


Grundlagen


Video

Direktlink zum Video auf Youtube

 

Zusammenfassung in Textform (mit Zeitangaben)

Aufstellen von Redox-Gleichung Aufgabe 1 - Permanganat-Ionen und Nitrit-Ionen

 

Die schon im Basisvideo erwähnten Bedingungen für Redoxreaktionen (00:31) :

1. Die Summe vom Oxidationsmittel abgegebenen Elektronen muss mit der Summe aller vom Reduktionsmittel aufgenommenen Elektronen übereinstimmen.

-> Die Änderung der Oxidationszahl ist der Faktor, der jeweils vor die andere Teilreaktion geschrieben wird.

2. Die Summe der Ionenladungen muss auf beiden Seiten der Gleichung identisch sein.

3. Die Anzahl der Atome muss auf beiden Seiten der Gleichung identisch sein.

 

Redox-Aufgabe im Video (01:07) :

Vorgehensweise beim Ausgleichen einer Redoxreaktion in drei Schritten an dem Beispiel:

 

MnO4- + NO2- -> Mn2+ + NO3-

(Permanganat-Ion + Nitrit-Ion -> Mangan2+-Ion + Nitrat-Ion)

Um in der Redoxreaktion festzustellen welcher Stoff als Reduktions- oder als Oxidationsmittel fungiert, ist es in der Vorbereitung notwendig die Oxidationszahlen jedes Stoffes zu bestimmen. (01:32)

 

Mn+VIIO4- -II + N+IIIO2- -II -> Mn2+ +II + N+VO3- -II

 

Falls du hierbei Probleme hast solltest du dir folgendes Video noch einmal ansehen:

 

Bestimmung von Oxidationszahlen

 

Im folgenden ersten Schritt wird festgelegt, welche Stoffe als Reduktions- und Oxidationsmittel agieren und bestimmt die Änderung der stöchiometrischen Faktoren (02:10):

Erhöht sich die Oxidationszahl eines Stoffes, ist dieser Teil der Oxidation.

Im Video ist dies beim Stickstoff der Fall. Die Oxidationszahl erhöht sich von +III auf +V

Verringert sich die Oxidationszahl eines Stoffes im Laufe der Reaktion ist dieser Stoff Teil der Reduktion.

Im Video ist dies beim Mangan der Fall. Die Oxidationszahl verringert sich von +VII auf +II.

Nun gleicht man die Anzahl der aufgenommen und abgegebenen Elektronen in der Gleichung aus (Siehe Bedingung 1). Hierzu bestimmt man die Differenz der Oxidationszahlen innerhalb der Teilreaktionen. (02:25)

Am Beispiel vom Stickstoff (Oxidation): +III zu +V Differenz = 2. Am Beispiel Mangan (Reduktion) : +VII zu +II Differenz = 5. Die Differenzen werden als stöchiometrischer Faktor jeweils vor die andere Teilreaktion geschrieben.

 

2 MnO4- + 5 NO2- -> 2 Mn2+ + 5 NO3-

 

Die erste Bedingung ist damit erfüllt.

 

Für den zweiten Schritt, dem Ausgleichen der Ionenladungen (Siehe Bedingung 2) müssen alle Ladungen auf jeder Seite der Gleichung gezählt und addiert werden. (03:03)

2 MnO4- + 5 NO2- -> 2 Mn2+ + 5 NO3-

-2 + (-5) -> +4 + (-5)

-7 -> -1

Da die Reaktion im sauren Milieu abläuft, muss die Differenz der Ionenladungen zwischen den beiden Seiten mit den in der Lösung enthaltenen Protonen (H+) ausgeglichen werden. (Weil Protonen in der Realität nicht in wässriger Lösung einzeln vorkommen, werden üblicherweise Oxoniumionen (H3O+) für den Ladungsausgleich benutzt - da gibt es kein richtig oder falsch, es liegt am Lehrer bzw. Dozenten und am Grundprinzip ändert das nix - Siehe Video Kupfer Salpetersäure ) (03:44)

Im Video wird eine Ionenladungs-Differenz mit 6 Protonen ausgeglichen, die auf der linken Seite der Gleichung hinzugeschrieben werden.

 

 2 MnO4- + 5 NO2- + 6H+ -> 2 Mn2+ + 5 NO3-

 

Damit sind bereits die ersten beiden  Bedingungen erfüllt

Um die letzte Bedingung zu erfüllen müssen im dritten Schritt vorerst die einzelnen Atome auf beiden Seiten der Gleichung gezählt werden. Ist die Anzahl der Atome auf den beiden Seiten verschieden müssen diese auf der anderen Seite ergänzt werden. (04:30)

Im Beispiel (links/rechts):

Mn: 2 / 2

N: 5 / 5

O: 18 / 15 -> 3

H: 6 / 0 -> 6

Die 3 Sauerstoff und 6 Wasserstoff Atome, die auf der rechten Seite hinzugefügt werden müssen, können als 3 Wassermoleküle (H2O) zusammengefasst werden. (05:15)

 

2 MnO4- + 5 NO2- + 6H+-> 2 Mn2+ + 5 NO3- + 3H2O

 

Somit sind alle Bedingungen erfüllt und die Redox-Gleichung ist ausgeglichen.


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Diskussion

Kommentare   

 
+2 # H3O+Angel 2015-03-01 11:42
Hey,
also ich habe die Aufgabe so gelöst, wie ich es an der Uni gelernt habe.
Meine Lösung war
2MnO4- + 5NO2- + 6H3O+ -> 2Mn+2 +5NO3-+ 9H2O

eigentlich ist es ja relativ, ob H+ oder H3O+ benutzt wird
der einzige Unterschied entsteht wenn man NO2- ausgleicht mit H2O dann benötigt man ja 3 H20 (anstatt wie bei H+ 1H20)
damit am Ende 2 H3O+ entstehen danach mal 5 usw

aber ist meine Annahme richtig, dass dadurch der stöchometrische Faktor von H2O 9 anstatt 3 beträgt
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0 # RE: H3O+alex 2015-03-02 20:52
vielleicht steh ich auf dem Schlauch, aber ich hab grad Probleme, die Frage zu verstehen ;-)

Hier in der Lösung hast du 6 H+ und auf der anderen Seite 3xH2O. Wenn du statt den Protonen die Hydroniumionen (H3O+ = H(+) + H2O) nimmst, erhöht sich auf beiden Seiten der Wasseranteil um 6, Resultat sind also dann 9H2O auf der rechten Seite.

Beantwortet das deine Frage? Falls nicht, versuch bitte noch einmal, dein Anliegen genauer, bzw. für mich verständlicher, zu formulieren.

Grüße,

alex
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-1 # RE: Übung Redoxreaktion 1 - Permanganat und NitritNora 2015-02-01 15:37
Hi Alex,

ich danke dir erst einmal dafür, dass du die Redoxgleichunge n so anschaulich erklärst.
Ich hätte allerdings eine Frage bezüglich der Reaktionsteilne hmer. In den Klausuren kamen häufig Redoxreaktionen dran, wo teilweise Edukte oder Produkte fehlten. Woher weiß man was bei einer chem. Reaktion entsteht bzw. was man für einen bestimmten Stoff benötigt? Kann man sich das irgendwo herleiten oder muss man das einfach können, im Sinne von auswendig lernen?
Vielen Dank schonmal.

LG
Nora
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0 # RE: Übung Redoxreaktion 1 - Permanganat und NitritAlex 2015-02-01 15:48
Das ist (leider) am Anfang erst einmal eine Lerngeschichte, wobei dort nur Reaktionen dran kommen sollten, die auch vorher klar behandelt wurden.
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0 # OxidationszahlSimone 2015-01-17 13:08
Hey :)
ich hät mal eine Frage, warum ist das Mn von MnO4 7wertig und nicht 6wertig? Ich dachte, der Sauerstoff muss immer 2fach negativ geladen sein?

Gruß Simone
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0 # RE: OxidationszahlAlex 2015-01-17 13:27
Weil der Sauerstoff, wie du schon sagtest, meist zweifach negativ geladen ist und das Permanganat-Ion selbst eine neagtive Ladung trägt. Um von 8 (4xSauerstoff) negativen Ladungen auf nur noch eine zu kommen, muss eine siebenfach positive dagegen stehen.

Hier mal das Basisvideo zur Bestimmung der Oxidationszahlen:

alteso.de/.../...

Grüße,

alex
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+2 # RE: Übung Redoxreaktion 1 - Permanganat und NitritMax 2014-03-19 17:05
Ich hab überhaupt keine Ahnung wann etwas im sauren oder im basischen Milieu stattfindet.

In der Zsmfassung steht:
Da die Reaktion im sauren Milieu abläuft, muss die Differenz der Ionenladungen zwischen den beiden Seiten mit den in der Lösung enthaltenen Protonen (H+) ausgeglichen werden.

Doch woher kann ich fest machen ob was im sauren oder im basischen Milieu abläuft?

Danke schonmal im voraus
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0 # RE: Übung Redoxreaktion 1 - Permanganat und NitritAlex 2014-03-19 18:15
Das ist Stoffchemie, also eine Eigenschaft des jeweiligen Elements/ Verbindung.

Permanganat reagiert im sauren zu Mn(2+) und im basischen zu Braunstein (MnO2) - da hier das zweifach positive Mangan-Ion gebildet wird, muss die Reaktion im sauren Milieu ablaufen.

Wie du den unten stehenden Kommentaren entnehmen kannst, ist eine Übersicht in Planung. An der Auslastung hat sich jedoch leider noch nicht viel geändert.

Grüße,

alex
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0 # 'Sauer oder basisch' - ÜbersichtLukas 2014-01-20 10:52
Hallo,
danke erstmal für deine sehr hilfreichen Videos!

Meine Frage ist, ob du vllt schon die Übersicht über die Milieus schon fertil hast bzw. wenn ja wo ich es finden kann.

Danke und Gruß
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+2 # RE: 'Sauer oder basisch' - ÜbersichtAlex 2014-01-20 11:09
Nee, das dauert auch noch eh ich da etwas veröffentlichen kann.

Ich muss gerade noch etwa 40 neue Videos einbauen und einige Dinge an der Seite selbst erledigen. Da ich das nur nebenbei machen kann, wird das noch ein bisschen dauern, sorry.
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+2 # RE: Übung Redoxreaktion 1 - Permanganat und NitritAlex 2013-11-05 17:19
Hallo Laura,

Permanganat ist ein Ion und einfach negativ geladen! daher auch "nur" +7 - klar?

Die zweite Frage kann ich dir leider nicht beantworten - da müsste ich in die Köpfe deiner Lehrer schauen können. Wenn du ein Beispiel einer solchen Sachaufgabe (Infos aus Text entnehmen) hast, schick sie mir mal an , dann schau ich mal, dass das verfilmt wird.

@Max: sorry, deine Frage ist wohl untergegangen - ich bin dabei, eine solche Übersicht zu erstellen!

Grüße,

alex
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0 # Oxidationszahle nLaura 2013-11-05 15:03
Hallo,
Deine Videos haben mir schon geholfen aber ich habe noch zwei fragen: Habe schon das video zu den Oxidationszahle n angeschaut, aber ich versteh trotzdem nicht, wie du auf die Oxidationszahle n von MnO4 kommst. Nach meinem verständinis müsst MN +8 haben und 0 -2.
zweite Frage: Ist die oberste Gleichung in einer Klausur immer angegeben oder kann es sein dass man sich die Gleichung aus einer Textaufgabe selber zusammenreimen muss? wenn ja wie kommt man dann auf die Ionenladungen?
LG und Danke im vorraus
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0 # Sauer oder Basisch?Max 2013-10-19 13:40
Hallo,
wollte dir erst mal sagen, dass ich deine Seite echt klasse finde. Hat mir wirklich geholfen. Was mir zu den Redoxreaktionen noch fehlt ist eine Möglichkeit raus zu finden in welchem Milieu ich mich befinde. Kann man das an den beteiligten Stoffen erkennen oder gibt es da eine Faustregel oder sowas?

Grüße
Max
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0 # RE: Übung Redoxreaktion 1 - Permanganat und NitritAlex 2013-09-19 10:13
Hallo!

Bitte entschuldige die späte Antwort. Ich möchte dir die Lösung trotzdem nicht einfach nur hinschreiben. Wie weit kommst du denn bzw. wo hängt es genau?

Schau dir doch mal die Übungen 7 bzw. 8 an:

alteso.de/.../...

Dort wende ich 2 Varianten zur Lösung an - einmal das hier genutzte Schema und zusätzlich den Weg über die ausformulierten Teilgleichungen , also genau das, was du suchst.

Melde dich gern, wenns weiterhin Probleme gibt!

Grüße,

alex
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0 # Oxidation und ReduktionMert Uytun 2013-09-14 13:02
Hallo,

an erster Stelle möchte ich sagen, dass diese Videos klasse sind! Ich hätte da aber trotzdem noch eine Frage, und zwar würde ich gerne wissen wie die Ox. und Red. Gleichung lautet. Habe da noch Probleme.

MfG
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