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<< zurück zur Übersicht [Redoxreaktionen]
Redoxreaktionen sind chemische Reaktionen bei denen eine Reduktion (Elektronenaufnahme) und eine Oxidation (Elektronenabgabe) gleichzeitig ablaufen. Die ablaufende Reaktion wird in der Regel erst grob formuliert und anschließend entsprechend des tatsächlichen Elektronenflußes (bzw. -Flüße) ausgeglichen. Dafür gibt es eine relativ einfache Struktur, die hier vorgestellt wird.
Zu diesem Thema gibt es mittlerweile 2 Videos - eins stammt aus den Anfangstagen, was man sowohl an der technischen als auch der, sagen wir "rhetorischen" Qualität leicht feststellen kann. Das zweite ist neuer und zumindest aus technischer Sicht ein Quantensprung. Trotzdem bleiben beide Videos online - einerseits, weil ein anderes Beispiel gewählt wurde und andererseits, weil ich bei Videos oft nur eine grobe Skizze habe und das meiste dann frei erzähle. So kann immer irgendwo mal etwas auftauchen, das vielleicht dem einen oder anderen hilft.
Eine Voraussetzung zum Aufstellen dieser Gleichungen ist die Bestimmung der Oxidationszahlen bei allen beteiligten Stoffen.
zuerst das neue Video:
Direktlink zum Video auf Youtube
Aufstellen von Redoxgleichungen – Basisvideo (neues Video)
Bedingung für Redoxreaktionen (0:00)
1. Die Summe vom Reduktionsmittel abgegebenen Elektronen muss mit der Summe aller vom Oxidationsmittel aufgenommenen Elektronen übereinstimmen.
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-Beispiel im Video (00:45)
Vorgehensweise beim Ausgleichen einer Redoxreaktion in vier Schritten an dem Beispiel:
MnO4- + Fe2+ + -> Mn2+ + Fe3+
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.
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:
Verringert sich die Oxidationszahl eines Stoffes im Laufe der Reaktion ist dieser Stoff Teil der Reduktion.
Im Video ist dies bei Mangan der Fall. Die Oxidationszahl verringert sich von +VII im Permanganation auf +II . (02:30)
Erhöht sich die Oxidationszahl eines Stoffes, ist dieser Teil der Oxidation.
Im Video ist dies bei Eisen der Fall. Die Oxidationszahl erhöht sich von +II auf +III (02:59)
Der Begriff Reduktionsmittel und Oxidationsmittel kann am Anfang verwirrend seien, da nicht wie vielleicht anzunehmend Eisen das Oxidationsmittel ist, weil es in der Gesamtreaktion oxidiert wird, sondern es ist das Manganda es das Eisen oxidiert. Entsprechend ist Eisen das Reduktionsmittel, da es das Mangan reduziert.
Kurz: Das Reduktionsmittel liefert die für die Reduktion nötigen Elektronen und wird daher selbst oxidiert und umgekehrt.
Im zweiten Schritt 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. Am Beispiel vom Mangan (Reduktion): +7 zu +2 Differenz = 5. Am Beispiel Eisen (Oxidation) : +2 zu +3 Differenz = 1. Die Differenzen werden als stöchiometrischer Faktor jeweils vor die andere Teilreaktion geschrieben.
1 MnO4- + 5 Fe2+ -> 1 Mn2+ + 5 Fe3+
Das heißt: 5 Eisen Atome bzw. deren Elektronen (je 1) sind notwendig um 1 Atom Mangan von +VII auf +II zu reduzieren.
Die erste Bedingung ist damit erfüllt.
Für den dritten Schritt, dem Ausgleichen der Ionenladungen (Siehe Bedingung 2) müssen alle Ladungen auf jeder Seite der Gleichung gezählt und addiert werden. (06:45)
Ergibt sich eine Differenz zwischen den beiden Seiten muss diese mit Protonen (H+) oder Hydroxidionen (HO-) ausgeglichen werden. Ob Protonen oder Hydroxidionen zum Ausgleich verwendet werden müssen,hängt von den chemischen Eigenschaften der Stoffe ab und wird in der Regel bei Prüfungsaufgaben angegeben. Im Allgemeinen gilt: Wenn die Reaktion im sauren Milieu abläuft: Protonen. Im basischen Milieu entsprechen: Hydroxidionen.
Im Video wird eine Ionenladungs-Differenz mit 8 Protonen ausgeglichen, die auf der linken Seite der Gleichung hinzugeschrieben werden.
1 MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ -> 1 Mn2+ + 5 Fe3+
Damit sind bereits die ersten beiden Bedingungen erfüllt
Um die letzte Bedingung zu erfüllen müssen im vierten 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 aufgefüllt werden. (10:10)
Im Beispiel (links/rechts):
Mn: 1 / 1
Fe: 5 / 5
O: 4 / 0
H: 8 / 0
Die 4 Sauerstoff und 8 Wasserstoff Atome, die auf der rechten Seite hinzugefügt werden müssen, können als 4 Moleküle Wasser (H2O) zusammengefasst werden.
1 MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ -> 1 Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O
Somit sind alle Bedingungen erfüllt und die Redox-Gleichung ist ausgeglichen.
Ergänzung zur Ionenladung (12:14)
Da Protonen in der Realität nicht in wässriger Lösung einzeln vorkommen, werden anstatt dieser auch Oxoniuminonen (H3O+) zum Ausgleichen der Ionenladungen benutzt.
Wichtig ist dabei darauf zu achten, dass die zusätzlichen Wasserstoff und Sauerstoff Atome im vierten Schritt korrekt ausgeglichen werden.
1 MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H3O+ -> 1 Mn2+ + 5 Fe3+ + 12 H2O
und nun das alte:
Direktlink zum Video auf Youtube
Ich habe versucht, dir in Chemie zu helfen und würde mich nun freuen, wenn du alteso.de hilfst. Das geht am einfachsten, indem du die Seite empfiehlst und mit deinen Freunden teilst:
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Zu diesem Video gibt es eine Vielzahl von Übungsvideos mit den verschiedensten Beispielen - alle zu finden auf der entsprechenden Übersichtsseite:
Hab's endlich verstanden und dazu noch eine richtig gute Internetseite gefunden, mit deren Hilfe ich in Zukunft wohl Chemie lernen werde - großes Lob für deinen Aufwand :)
alteso.de/.../...
Die von dir gelernte Variante trennt die Teilreaktionen halt und es wird später wieder angepasst (erweitert), während das hier in einem Rutsch geschieht.
Grüße,
alex
Und warum hat Mn +7 ?
Deine Fragen lassen sich sicherlich durch das Video "Bestimmung der Oxidationszahle n" beantworten:
alteso.de/.../...
Grüße,
alex
Ich finde es einfacher und übersichtlicher , nur mit den Protonen zu "rechnen". Es zählt aber, was dein Lehrer/ Punktegeber sagt und fordert.
Grüße,
alex
Ich hab Probleme mit der RedOx Reaktion von MnO4- + C2H5OH. Mein Prof meinte ich solle mir die mal anschauen vorm Kolloq. Habe ich gemacht aber irgendwie Passt es entweder mit dem Ladungsausgleic h nicht oder mit der Anzahl der Atome.
Grüße Max
Grüße,
alex
Nach den OZ und Ladungsausgleic hg habe ich 5C2H5OH + 2 MnO4- + 6 H+ ---> 5 CH3COOH + 2 Mn2+
Wenn ich Jetzt O zähle habe ich links 13 und rechts 10 und Wasserstoff habe ich links 36 und rechts 20 also kann ich die nicht als H2O einfügen. Ich bin die Reaktion verschieden durchgegangen hatte aber immer dasselbe Problem
ich bin leider noch nicht dazu gekommen, aber schön, dass du dir selbst helfen konntest!
Wärst du so nett und würdest die richtige Lösung bzw. dein Problem hier noch einmal hinterlassen? Das würde sicher auch vielen anderen helfen!
Grüße,
alex
-I +III
5CH3 C H2OH + 4MnO4- + 12H+ ---> 5CH3 C OOH + 4 Mn2+ + 11 H2O
Die Schreibweise mit dem C auseinenader ist jetzt nur, damit man sieht Welches Kohlenstoff Oxidiert wird.
im Video ists richtig, im Text dazu wurde es falsch gemacht, das hab ich wohl zu oberflächlich kontrolliert. Wird geändert, Danke für den Hinweis!
alex
deine Videos helfen mir echt alles nochmal zu wiederholen. Danke!
Kann es sein das in der Zusammenfassung des neuen Videos gleich zu beginn ein Fehler ist? Da steht:"Die Summe vom Oxidationsmitte l abgegebenen Elektronen muss mit der Summe aller vom Reduktionsmitte l aufgenommenen Elektronen übereinstimmen."
Ich dachte das Reduktionsmitte l gibt Elektronen ab und das Oxidationsmitte l nimmt Elektronen auf.
Liebe Grüße!
Ganz plump ausgedrückt werden ja Protonen verbraucht um mit Sauerstoff aus dem Permanganat Wasser zu bilden. Von daher könnte man schon davon ausgehen, dass sich der pH-Wert theoretisch erhöht, die Lösung also etwas neutraler wird.
Ich gehe aber davon aus, dass die saure Lösung im so großen Überschuß vorliegen wird, dass dies keine wirkliche Relevanz hat. Um das zu beurteilen, müsste man aber die genauen Versuchbedingun g, vor allem alle Konzentrationen kennen.
Grüße,
alex
bei der im video behandelten redoxgleichung in saurem milieu, kann man sagen das durch die zugabe von eisen2+ und manganat der ph wert erhöht wird?
und danke für deine Arbeit hat mir schon sehr oft weiter geholfen
Einen Termin zur Verwirklichung kann ich aber leider nicht nennen.
Grüße,
alex
RIESEN dank nochmal !!!!!
www.youtube.com/.../altesotube
Ich werde das möglichst morgen noch hier einbauen, jetzt hab ich keine Lust mehr
Ich hoffe, dass es dir (und anderen natürlich) hilft!
Die Kommentare hier werde ich die Tage auch noch etwas ausdünnen damit es übersichtlich bleibt, also nicht wundern.
Grüße,
alex
alex ich küss deine füsse !!!!!! neee du ich habe gerade semesterferien und versuch mir bissel schon mal was anzuschauen.
nochmals RIESEN dank
Ich hatte sowieso vor die nächsten Tage etwas auszuprobieren und würde die beiden Beispiele dabei einfach fix verfilmen, da die hier wg. deiner Probleme (mit denen du sicher nicht der einzige bist) ganz gut passen. Ich hoffe, dass du das nicht morgen früh um 8 können musst sondern noch etwas Zeit hast?
Grüße,
alex
ich schreib mal die gleichung vom ersten hin.
(Cr2O7)^2- + H2O2 -> Cr3+ + O2
ok also die ox zahl von o7 ist 2-, von cr2 somit 6+, von H2 ist es 2+ von O2 ist es 2-, auf der rechten seite jetze das Cr^3+ ist die ox zahl 3+, von O2 ist es 2- . so die reduktionsgleic hung ist von Cr2 zu Cr^3+ die differenz der ox zahlen ist 3. diese 3 schreibe ich vor dem H2O2 und dem O2. jetze müsste ich ja auch durch 2 teilen oder ?. das war die reduktionsgleic hung. bei der oxidationsgleic hung sehe ich keine differenz der ox zahlen. hier komme ich nicht weiter und ich weiß nicht ob ich bei der reduktiongleich ung durch die 2 teilen muss die unter dem H und dem O steht. bei der zweiten aufgabe komme ich gar nicht vorran
schreib doch bitte zu beiden Aufgaben deinen Ansatz und benenne dein genaues Problem.
Weißt du nicht, was gebildet wird oder hängts an anderer Stelle?
a) wenn der Sauerstoff im Peroxid oxidiert wird, bleibt nur noch elementarer Sauerstoff, dazu die reduzierte Form des Chroms, also sicherlich Chrom(III)
b) hier wird der Sauerstoff reduziert, also auf das "normale" -II wie im Wasser, dazu bildet sich im basischen Chromat
Fehlten diese Infos oder woran hängts?
Grüße,
alex
ich habe probleme die redox gleichung von der Oxidation von H2o2 durch Kaliumdicromat im sauren.
das zweite problem wäre die oxidation eines Cr^3+ Salzes mit H2o2 im Basischen.
ich hab das basis video und alle übungsvideos gesehen aber ich komm zu keinem ergebnis
könntet ihr mir da helfen?
danke schonmal
das mit dem fe +II/+III is ja ziemlich easy gewesen. liegt ja immer am bindungspartner , feO/fe2O3...
wie auch immer, hab´s studium dank dieser seite gerettet und kann die chemeie jetzt abhaken!!
danke für den support und die guten tutorials
Dann hoff ich mal das ich im Zweifel auf die richtigen 50% tippe
Echt ne tolle Seite übrigens!
Wie in den vorherigen Kommentaren auch schon erwähnt, kann man das zwar alles erklären und sicher auch herleiten - für Schule und Klausur hilft da aber leider vorerst nur das Lernen der besprochenen Reaktionen - Erklärungen sind da weit umfangreicher als die 3 Fakten Edukt, Milieu, Produkt..
Um festzustellen mit welchem Ion ich im 2. Schritt den Ionenausgleich vornehme (also H+ oder OH-) muss ich ja wissen ob eine saure oder eine alkalische Reaktion vorliegt. Gibt es da eine Regel nach der sich das irgendwie bestimmen lässt?
Eisen(III) ist unter Normalbedingung en idR das stabilste (zb. Oxide) - Es kann eben nicht (bzw. sehr, sehr schwer) weiter oxidiert werden. Eisen(II) kann recht leicht oxidiert werden, aber auch reduziert oder disproportienie ren (=sowohl als auch) - es gibt also mehr Möglichkeiten was noch passieren kann. Eisen(II)-oxid ist bspw. bei Normalbedingung en nur metastabil, erst über 550°C so "richtig" stabil, bei Eisen(I)ists noch schlimmer - so würde ich dort rangehen um es mir verständlich zu machen. Für Schulchemie müsste das auch reichen, bei anderen Elementen müsste man das am konkreten Fall betrachten, eine allgemeine Aussage ist da leider schwer.
also, geht es erstmal darum die orbitale in die stabile form zu bringen!?
aber wann ist es dann eisen I, II oder III oxid?das check ich irgendwie immernoch nicht so ganz
stabil sind halb und vollbesetzte Orbitale ...und leere wenn man es so ausdrücken will.
Das hat auch nicht zwingend etwas mit den Nebengruppenele menten zu tun, sondern tritt auch zb. bei As (s. Kommentar #2) bei Hauptgruppenele menten auf.
Zum Eisen:
Die Elektronenkonfi guration des Elements ist [Ar] 3d6 4s2 - werden 2 Elektronen abgegeben ists 4s0, das äußerste s-Orbital ist leer, das Ion also stabil. Wird ein weiteres abgegeben ist es 3d5 (4s0), die d-Orbitale sind halbbesetzt - also eine weitere satbile Form.
Es gibt natürlich auch noch andere mögliche Oxidationsstufe n, dies ist aber die Erklärung, warum gerade II und III die stabilsten und häufigsten sind.
Bei HG-Elementen müsste man dann p- statt d-Orbitale betrachten.
Verstanden?
Zur El.konfiguratio n wird es in den nächsten Tagen auch noch einen Videobeitrag geben.
alex
Eine Frage zu den Oxidationsstufe n der Elemente:
Wieso kann Fe mal 2 oder 3 wertig sein (FeCl2/ FeCl3), bzw. wie ist das überhaupt bei den Nebengruppenele menten mit der "Wertigkeit" da steh ich voll aufm Schlauch.
Vielleicht könnt ihr mir ja auf die Sprünge helfen oder ich habe es in einem Video von übersehen.
Danke!
Ja soweit ist dann alles klar.
Ich denke auch, dass ähnliche Gleichungen drankommen müssen, aber wir haben auch ganze Listen bekommen, die halt schwer zu lernen sind ... Aber mit der Motivation das jetzt erstmal verstanden zu haben, bekomme ich das dann auch noch hin
Ja, die müsstest du dann genauso behandeln wie die entsprechenden Gegenionen (also MnO4- bei K+) - wird alles etwas umfangreicher dadurch aber eigentlich kein Problem und ändert nix am Konzept. Daher lässt man die auch meist weg.
Der Ladungsausgleic h kann immer erst am Ende kommen - du musst ja wissen, wieviel wovon da ist, um überhaupt auszugleichen.
Zu den Produkten gibt es keinen ultimativenen Tipp - das ist im Grunde Lernen, ja. Bei Permanganat weiß man, dass es nur reduziert werden kann, im sauren Milieu zu Mn2+ reduziert wird. Dann muss es etwas oxidieren - Arsen hat +III und +V als stabile Oxidationstufen , die oxidierte Form muss also +V sein - so könnte man da ran gehen, wenn man die Gleichung nicht kennt... Da muss man aber eben mehr Hintergrundwiss en haben und daher wärs nicht schlecht, schonmal gehört zu haben, was passiert. In der Regel werden aber auch keinen völlig neuen Gleichungen in Tests abgefragt oder?
Soweit alles klar?
Ich habe gleich einige selbst gerechnet und eine Frage:
bei der Reaktion: KMnO4 + AsCl3 --> AsO4^3- +Mn^2+ + K+ + Cl-
Ich schreibe ja immer die Faktoren der Änderung der Oxidationszahle n von Reduktion vor die Oxidationspartn er und umgekehrt. damit bleiben K+ und Cl- ja noch außen vor. Die beiden muss ich auch noch im ersten Schritt ausgleichen, oder? aber H20, OH und H würde ich, auch wenn sie schon von Anfang an in der Reaktionsgleich ung gegeben sind, nicht ausgleichen, sondern erst in Schritt 2 bzw. 3, oder?
Ich hoffe man kann das verstehen
Wir haben außerdem immer nur die Edukt-Seite der Reaktionsgleich ungen gegeben. Gibt es einen Trick wie man Produkte sicher bestimmen kann, oder ist das pures Auswendig lernen?
Viele Grüße, und Danke für die tollen Videos