Aufgabe 4: Blei(II)-oxid und Kohlenstoff

Aufstellen von Redox-Gleichung Aufgabe 4 – Blei und Kohlenstoff

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 :

PbO + C -> ?

(Bleioxid + elementarer Kohlenstoff -> ?)

Bei dieser Aufgabe ist der Unterschied, dass nur die Edukte gegeben sind und man sich die Produkte vorerst erschließen muss. (00:08)

PbO + C -> Pb + CO₂

(Bleioxid + elementarer Kohlenstoff -> elementares Blei + Kohlendioxid)

Nun ist die Reaktionsgleichung vollständig und die Vorgehensweise beim Ausgleichen einer Redoxreaktion folgt wie gehabt in drei Schritten:

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. (00:17)

Pb^+IIO^-II + C⁰ -> Pb⁰ + C^+IVO₂^-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 (00:45):

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

Im Video ist dies beim Kohlenstoff der Fall. Die Oxidationszahl erhöht sich von 0 auf +IV.

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

Im Video ist dies beim Blei der Fall. Die Oxidationszahl verringert sich von +II auf 0.

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. (00:52)

Am Beispiel vom Kohlenstoff (Oxidation): 0 zu +IV Differenz = 4. Am Beispiel Blei (Reduktion) : +II zu 0 Differenz = 2. Die Differenzen werden als stöchiometrischer Faktor jeweils vor die andere Teilreaktion geschrieben.

4 PbO + 2 C -> 4 Pb + 2 CO₂

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. (01:19)

4 PbO + 2 C -> 4 Pb + 2 CO₂

0 -> 0

(Alle beteiligten Stoffe sind nicht geladen!)

Da die Ladungen auf beiden Seiten gleich sind, muss kein Ausgleich durch Protonen oder Hydroxidionen geschehen.

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. (01:35)

Im Beispiel (links/rechts):

Pb: 4 / 4

O: 4 / 4

C: 2 / 2

Da die Anzahl der Atome auf beiden Seiten gleich ist, braucht hier ebenfalls nichts ergänzt werden. Die Reaktionsgleichung war somit schon nach dem ersten Schritt vollständig ausgeglichen.

4 PbO + 2 C -> 4 Pb + 2 CO₂

Die Gleichung kann man kürzen, wenn die stöchiometrischen Faktoren einen kleinsten gemeinsamen Teiler haben. Bei diesem Beispiel wird die Gleichung durch 2 dividiert.

2 PbO + 1 C -> 2 Pb + 1 CO₂