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Übung Redoxreaktionen

Aufgabe 5: Disproportionierung von Brom

Die folgende Redoxgleichung zur Disproportionierung von Brom soll ausgeglichen werden:

Br_{2} \longrightarrow  Br^{-} + BrO_{3}^{-}

Elementares Brom reagiert zu Bromid- und Bromat-Ionen


Grundlagen


Video

Direktlink zum Video auf Youtube

Zusammenfassung in Textform (mit Zeitangaben)

Aufstellen der Redox-Gleichung für die Disproportionierung von Brom zu Bromid und Bromat

 

  Br2                   →         Br -    +    BrO3-

 

Man geht beim Aufstellen jeder Gleichung immer gleich und streng nach dem Schema aus dem oben verlinkten Basisvideo vor.

 

1. Schritt: Bestimmung der Oxidationszahlen (OZ) aller Produkte und Edukte und Bestimmung der Faktoren vor den Teilgleichungen (0:00)

 

Das Edukt Brom hat die Oxidationszahl +/- 0,
Bromid hat als einfaches Ion seine Ladungszahl als OZ, also -1.
Im Molekül-Ion Bromat hat Sauerstoff die OZ -2, wodurch sich für Brom hier +5 ergibt.

(0:30) Dies ist eine sogenannte Disproportionierungs-Reaktion, das bedeutet, dass aus einem Edukt zwei verschiedene Produkte entstehen. Um es zu vereinfachen kann man in die Reaktionsgleichung auch zwei Brom-Moleküle als Edukte eintragen:

 

Br2       +   Br2              →         Br -    +    BrO3-

 

Gedanklich lässt man das erste Brom-Molekül zu Bromid reagieren. Es ergibt sich eine Änderung der OZ von +/- 0 auf -1, was eine Änderung um eins ist, daher gibt man der zweiten Teilreaktion (anderes Brom-Molekül wird zu Bromat) den Faktor 1:

 

Br2       +   1 Br2                      →         Br -    +    1 BrO3-

 

Das zweite Brom-Molekül reagiert in unserem Schema zu Bromat, was eine Änderung der Oz von +/- 0 auf +5, also um fünf, ergibt. Daher stellt man der ersten Teilgleichung den Faktor fünf voran:

 

5 Br2    +   1 Br2                      →         5 Br -    +    1 BrO3-

 

Da es sich bei Brom um ein Br2-Molekül handelt, das aus 2 Atomen besteht, muss man die Koeffizienten vor den Edukten noch durch zwei teilen, um die Summe an Brom-Atomen rechts und links vom Reaktionspfeil auszugleichen:

 

5/2 Br2    +    1/2 Br2                       →         5 Br -    +    1 BrO3-

 

Zusammengefasst und vereinfacht ergibt das:

 

3 Br2                →         5 Br -    +    1 BrO3-

 

2. Schritt: Ladungsausgleich durch Protonen oder Hydroxid-Ionen (2:26)

 

Die Summe der Ladungen auf der linken Seite des Reaktionspfeils ist Null, da nur elementares also ungeladenes Brom vorkommt. Auf der rechten Seite ist die Summe der Ladungen fünf mal -1 wegen den Bromid-Ionen und ein mal -1 wegen dem Bromat-Ion, also insgesamt -6.

Da diese Reaktion nur im alkalischen Milieu abläuft, muss man mit Hydroxid-Ionen ausgleichen. Diese negativ geladenen Teilchen müssen natürlich auf der linken Seite addiert werden, um die Ladungen auszugleichen:

 

3 Br2    + 6 OH-           →         5 Br -    +    1 BrO3-

 

3. Schritt: Ausgleichen der Atombilanz mit H2O (2:28)

 

Um die Reaktionsgleichung zu vervollständigen muss man noch die Atombilanz für Sauerstoff- und Wasserstoffatome ausgleichen.
Einfaches Durchzählen ergibt:
- links sechs Brom-Atome, rechts auch sechs Brom-Atome
- links sechs Sauerstoff-Atome, rechts drei Sauerstoff-Atome
- links sechs Wasserstoff-Atome, rechts keins

Auf der Produkt-Seite fehlen also drei Sauerstoff-Atome und sechs Wasserstoff-Atome, also genau drei Wasser-Moleküle. Die vollständige Redox-Gleichung lautet also:

 

3 Br2    + 6 OH-           →         5 Br -    +    1 BrO3-   +   3  H2O


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Diskussion

Kommentare   

 
+1 # Übung 5 - Disproportionie rung von BromDarian 2015-02-21 18:18
Hallo,

woher genau weiß man, dass die Reaktion im alkalischen abläuft und man demnach OH- Ionen zum ausgleich verwenden muss? Ich habe die Ladung nämlich, beim Versuch die Aufgabe zu lösen, mit H+ - Ionen ausgeglichen und kam auch auf eine Lösung:

3 Br2 + 3 H2O --> 5 Br- + BrO3- + 6 H+

ist diese Lösung dann falsch?

LG :)
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0 # RE: Übung 5 - Disproportionie rung von BromAlex 2015-02-22 10:25
Die Reaktion Brom zu Bromid und Bromat würde im sauren Milieu schlicht nicht ablaufen, das ist Stoffchemie. Heißt also, es sind theoretisch immer viele Reaktionen denkbar, Sinn machen nur die, die auch tatsächlich funktionieren.

In deinem Beispiel ist es so, dass es die Reaktion gibt - allerdings umgekehrt:

5 Br- + BrO3- + 6 H+ -> 3 Br2 + 3 H2O

Es handelt sich hier um das Gegenteil der Disproportionie rung, die Komproportionierung:

.../Komproportionierung

Wenn das abgefragt wird, sollte das also so oder in einer anderen Form schon behandelt worden sein. Ohne tiefere Kenntnis der Stoffchemie "erkennt" man das nicht so einfach, bzw. wüsste ich den Trick dann auch gern ;-)

Grüße,

alex
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+1 # RE: Übung Redoxreaktion 5 - Disproportionie rung von BromAlex 2013-08-09 21:37
Hallo Marc,

Ja, damit wird berücksichtigt, dass in diesem Molekül schon 2 bzw. für dein Beispiel 3 mal das auszugleichende Atom verbaut ist - du betrachtest ja die Änderung der Oxidationszahl von einzelnen Atomen, also die veränderte Anzahl an Elektronen. Der Faktor selbst kommt dann aber vor das Molekül, das unter Umständen gleich mehrere der relevanten Atome beinhaltet - würdest du nicht teilen, wäre es zuviel.

Die Halogene sind die einzigen Verbindungen, die in elementarer Form "gepaart" vorkommen, da sie so am einfachsten die Edelgaskonfigur ation erreichen können. Ansonsten muss man das immer betrachten, wenn der betrachtete Stoff seine Oxidationszahl ändert.

Das gibts aber auch bei anderen Verbindungen. Schau dir doch hier mal das alte Video an:
alteso.de/.../... da kommt das bei Chrom im Dichromat vor.

Falls ich was falsch verstanden habe, frag gern nochmal nach!
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0 # übungsvideo 5marc 2013-08-09 21:07
hallo

du teilst das Br durch 2 weil die 2 unten an dem br steht. wenn jetz unten 3 stehen würde, müsste ich es durch 3 teilen oder?. sind gase die einzigsten stoffe die unten eine 2 stehen haben ?

danke dir
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+2 # RE: Übung Redoxreaktion 5 - Disproportionie rung von BromAlex 2012-10-02 07:18
Das Problem ist, dass man dafür keine allgemein gültige Regel nennen kann, es liegt sozusagen in der Natur jedes einzelnen Elementes - ich mach mir aber mal Gedanken, wie man das für die geläufigsten umsetzen könnte.
grüße,
alex
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+4 # RE: Übung Redoxreaktion 5 - Disproportionie rung von BromAleera 2012-10-01 21:24
Vielen Dank für die Videos, endlich habe ich die Redoxreaktionen verstanden :)

Das Einzigste was mir ein wenig fehlt ist die Erklärung, wann es saures/alkalisc hes Milieu ist als dementsprechend ob mit H+/OH- ausgeglichen wird.
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