Aufgabe 5: Disproportionierung von Brom

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