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Übung Redoxreaktionen

Aufgabe 3: Braunstein und Chlorid-Ionen

Die folgende Redoxgleichung zur Reaktion von Braunstein und Chlorid-Ionen soll ausgelichen werden:

MnO_{2} + Cl^{-} + H^{+} \longrightarrow Mn^{2+} + Cl_{2} + H_{2}O

Braunstein/ Mangan(IV)-oxid reagiert mit Chloridionen im sauren Milieu zu Mangan(II)-Ionen, elementarem Chlor und Wasser.


Grundlagen


Video

Direktlink zum Video auf Youtube

Zusammenfassung in Textform (mit Zeitangaben)

Aufstellen von Redox-Gleichung Aufgabe 3 - Braunstein mit Chlorid-Ionen

 

Die schon im Basisvideo erwähnten Bedingungen für Redoxreaktionen :

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 (00:15) :

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

 

MnO2 + Cl- + H+ -> Mn2+ + Cl2 + H2O

 

(Braunstein + Chloridion + Proton -> Mangan2+-Ion + elementares Chlor + Wasser)

 

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. (00:19)

 

Mn+IV O2-II + Cl- -I + H+ +I -> Mn2+ +II + Cl2 0 + H2+IO-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 (01:07):

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

Im Video ist dies beim Chlor der Fall. Die Oxidationszahl erhöht sich von -I auf 0

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 +IV 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. (01:30)

Am Beispiel vom Chlor (Oxidation): -I zu 0 Differenz = 1. Am Beispiel Mangan (Reduktion) : +IV zu +II Differenz = 2. Die Differenzen werden als stöchiometrischer Faktor jeweils vor die andere Teilreaktion geschrieben.

 

1 MnO2 + 2 Cl- + H+ -> 1 Mn2+ + 1 Cl2 + H2O

 

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. (02:05)

1 MnO2 + 2 Cl- + H+ -> 1 Mn2+ + 1 Cl2 + H2O

0 + (-2) + 1 -> +2 + 0 + 0

-1 -> +2

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, also „nackt“, sondern solvatitsiert vorliegen, wird oft auch mit H3O+ / Oxoniumionen ausgeglichen – richtig und falsch gibt’s da nicht, kläre bitte mit deinem „Punktegeber“ (=Lehrer, Dozent) ab, was du hier machen sollst - Siehe Video Kupfer Salpetersäure ) (03:00)

 

Im Video wird eine Ionenladungs-Differenz mit 3 zusätzlichen Protonen ausgeglichen, die auf der linken Seite der Gleichung hinzugeschrieben werden.

 

1 MnO2 + 2 Cl- + 4 H+ -> 1 Mn2+ + 1 Cl2 + H2O

 

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. (03:40)

Im Beispiel (links/rechts):

Mn: 1 / 1

Cl: 2 / 2

O: 2 / 1 -> 1

H: 4 / 2 -> 2

Das Sauerstoff- und die zwei Wasserstoffatome, die auf der rechten Seite hinzugefügt werden müssen, können als ein zusätzliches Wassermolekül (H2O) zur Ausgangsreaktion dazu addiert werden. (04:00)

 

1 MnO2 + 2 Cl- + 4 H+-> 1 Mn2+ + 1 Cl2 + 2 H2O

 

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


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Weiterführende Videos

 

 

 

Diskussion

Kommentare   

 
0 # Braunstein = Mangan(IV)-Oxid bzw MangandioxidJames 2014-03-28 11:16
Hallo Alex.

Ein weiteres Lob für deine tolle Arbeit zuerst. (:

Nun möächte ich darauf hinweisen, dass du in der beschreibung deines Videos (unter der Reaktionsgleich ung)angegeben hast, dass Braunstein/Mang an(II)-oxid ist. Jedoch is Braunstein MnO2: Mn hat die Oxidationszahl +IV und O2 = 2*-II, wie auch in deinem Video gezeigt.
Das heißt Braunstein ist Mangan(IV)-oxid bzw Mangandioxid.
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+1 # RE: Braunstein = Mangan(IV)-Oxid bzw MangandioxidAlex 2014-03-28 11:35
Danke für den Hinweis!
Das war in der Tat ein Schreibfehler in der Beschreibung. Ist jetzt verbessert.

Grüße,

alex
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0 # H+ zu H3O+ umwandeln ??Kerime 2014-02-17 22:50
Hallo, erstmal danke für die videos, die sind wirklich sehr hilfreich. Bei der Einführung in die Redoxgleichunge n wurde doch gesagt, dass man zum Schluss die H+ in H3O+ umwandelt .. jedoch wird das in den übungen nie gemacht .. meine Frage wäre jetzt wenn ich zum Schluss 4H+ habe,in dieser Übung der Fall, wieviele h3o+ sind das dann ? habe ich dann H4O+ oder H3O+ plus noch mal ein H+ ?? Wie schreibe ich das auf ?
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+1 # RE: H+ zu H3O+ umwandeln ??Alex 2014-02-18 06:42
Du hast das alte Einführungsvide o gesehen oder?

Das habe ich dann nicht zum Standard gemacht, weil es dazu verschiedenste Ansichten gibt und ich diesen Schritt ganz persönlich auch für überflüssig halte.

Statt 4H+ hast du einfach 4H3O+ und auf der anderen Seite, wegen des Stoffausgleichs , nochmal 4H2O. Mehr ist das nicht - es wird, ähnlich einer mathematischen Gleichung, auf beiden Seiten 4mal Wasser addiert, auf der einen Seite bleibt es "frei", auf der anderen bildet jedes Wassermolekül mit einem Proton ein H3O+ - (H3O+ = H(+) + H2O)

Verstanden?
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+1 # Oxidationszahle n addieren??Laura 2014-01-18 14:46
Hey, erst mal Vielen Dank für die hilfreichen Videos. Super gute Erklärung!!
Nur würde ich jetzt gerne wissen, wie du bei der Summierung der Oxidationszahle n von 1MNO2 (auf der linken Seite) auf die Summe von 0 gekommen bist. Bei H2O ist das der gleiche Fall (auf der rechten Seite)

Bitte um schnelle Erklärung!!!
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+1 # RE: Oxidationszahle n addieren??Alex 2014-01-19 12:15
(+4)+(2*(-2))=0
und
(2+(+1))+(-2)=0

Falls ich deine Frage falsch verstanden habe, erklär dein Problem bitte mal genauer.

Grüße,

alex
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0 # RE: Übung Redoxreaktion 3 - Braunstein und Chlorid-IonenAlex 2013-12-02 19:00
Hallo Sonjaalala,

die kommen doch auf die linke Seite - das steht doch nur kurz rechts als Notiz.
Oder hab ich dich falsch verstanden?

Grüße,
alex
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0 # Inonladungsausg leichSonjaalala 2013-12-02 14:54
Hallo, auch von mir erstmal großes Lob für die super erklärten Videos. Du machst das echt klasse!
Dennoch habe ich eine Frage, warum ordnest du bei dem Schritt des Ausgleichs der Ionladungen der rechten Seite die 3H+ Ionen zu und nicht der linken? Was gibt es da zu beachten ?
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0 # RE: Übung Redoxreaktion 3 - Braunstein und Chlorid-Ionenlerockt 2013-02-06 14:45
Ja Wunderbar! :-) Danke dir vielmals
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+1 # RE: Übung Redoxreaktion 3 - Braunstein und Chlorid-IonenAlex 2013-02-06 14:31
Beim Permanganat erkennt man das an der Endung -AT - die deutet auch darauf hin, dass das Mangan in der höchstmöglichen Oxidationsstufe vorliegt (die ist beim Mangan eben +VII).

Eine einfache Regel fällt mir da jetzt spontan nicht ein - die Idee mit dem Sauerstoff geht aber nicht - Fe2O3 und OsO4 gibt es auch, das sind keine Ionen. Man erkennt aber relativ leicht die ungeladenen, Mangandixoxid, Mangandichlorid , Eisenoxid (bzw. Eisen(III)-oxid oben), Osmiumtetroxid - das ist immer [Metallname]+[N ame des Anions]... da beim Permanganat kein Metallname vorn steht, sondern "Per-" wenn man so will, ist es eben ein Ion - das wäre vielleicht eine Herangehensweise.

Mir fällt momentan auch kein Gegenbeispiel ein, das müsste allgemein gehen und wäre vielleicht ein Weg, so etwas zu erkennen.

Hilft dir das?
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0 # RE: Übung Redoxreaktion 3 - Braunstein und Chlorid-Ionenlerockt 2013-02-06 14:07
Ich und Vorzeichen,mein te Natürlich + :lol:
Verstanden das Ionen eine Ladung besitzen ja, nur woran erkenne ich, dass es sich um ein Ion Handelt und nicht um einfache elektrisch Neutrale Verbindung von Atomen.(in diesem Fall zb Permanganat oder ist Premanganat immer ein Ion) oder gibt es da eine Regel!? so etwas wie: Metalle in Verbindungen mit O3, O4, O5 sind Ionen und damit einfach oder mehrfach negativ geladen!?
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+1 # RE: Übung Redoxreaktion 3 - Braunstein und Chlorid-IonenAlex 2013-02-06 13:49
Weil das Permanganat-Ion im Gegensatz zum Braunstein (MnO2) ein Ion mit einfach negativer Ladung ist.

Mangan hat dort die OxZahl +VII (nicht -, wie bei dir!) und +VII + (4*(-II)) ergibt -I.

Verstanden?
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0 # Oxidationszahle nlerockt 2013-02-06 13:23
Hallo,
erst mal muss ich dich für deine Videos loben, machst du echt klasse:).
Ich Verstehe warum bei MnO2
Mn einen Oxidationszahl von -IV hat
Gesammt muss es 0 sein und O2 hat ja 2*(-II)=-IV
aber warum ist bei MnO4
MN einen Oxidationszahl von -VII hat

grüße
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