Redoxreaktionen

Reduktion ist immer mit einer Oxidation gekoppelt!

Geschichte

Fe(OOCCOO)

Oxidation:Elemente + Sauerstoff Oxid

1. Versuch: Pyrophores Eisen

4 Fe + 3 O2

Fe + 2 CO2 ↑

2 Fe2O3

Geschichte

1783: Lavoisieroxygène (frz.) = SauerstoffVerbrennung = Vereinigung mit Sauerstoff

2. Versuch: Waage - Eisenoxid

Warum schwerer2 Fe + O2 2 FeO

Geschichte

Reduktion:MetallherstellungKupferzeit, Bronzezeit, Eisenzeit800 v. Chr. Eisenherstellung mittels

Rennöfen

Redoxreaktionen:Aufnahme und Abgabe von Sauerstoff

Definition

3.1 Versuch: Kupferdarstellung I

CuO + Fe Cu + FeO

3.2 Versuch: Kupferdarstellung II

CuCl2 + Fe Cu + FeCl2

CuO + Fe Cu + FeO

CuCl2 + Fe Cu + FeCl2

Definition

2+ 2+0 0

Sauerstoffabgabe

Reduktion

Oxidation

Reduktion

Sauerstoffaufnahme

Oxidation

Elektronenaufnahme

Elektronenabgabe

Definition

TeilreaktionenReduktion:

Oxidation:

Cu2+ + 2 e- Cu

Cu2+ + Fe Cu + Fe2+

Fe 2 e- + Fe2+

Definition

Oxidationsmittel wirkt oxidierend und wird selbst reduziert! (Elektronenakzeptor)

Reduktionsmittel wirkt reduzierend und wird selbst oxidiert! (Elektronendonator)

Redoxreaktionen =Elektronenübertragungsreaktionen

Oxidation = e- - AbgabeReduktion = e- - Aufnahme

Definition

2 Na + Cl2

4.1 Versuch: Cl2-Darstellung

2 KMnO4 + 16 HCl5 Cl2 + 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O

4.2 Versuch: NaCl – Synthese

2 NaCl

in ungeladenen Verbindungen = 0, in geladenen Atomgruppen = der Ladung.

Oxidationszahlen

3. O in Verbindungen im „Normalfall“ 2- (in Peroxiden 1-)

Fiktive Zahlen!!!

0, -1, -1, -2, …0, I+, I-, II+, …0, +I, -I, -II, …

0, 1+, 1-, 2+, …

1. Die Summe der OZ istOZ (MgCl2) = 0OZ (NH4

+) = 1+2. H in Verbindungen im „Normalfall“ 1+

(in Hydriden 1-)

4. Fluor, als elektronegativstes Element hat OZ 1-

?

Oxidationszahlen

Schreibweise

H2S SO2

H2SO3 H2SO4

SO3

2- 4+ 6+

4+ 6+

1+

SpannungsreiheGeschichte:

17 Jh. Volta

Definition:2 verschiedene Metalle in einem Elektrolyten

Spannung

Halbzelle: Metall in MetallsalzlösungBsp.: Zn-Stab in ZnSO4-Lösung

Daniell-Element: 2 Halbzellen + Salzbrücke

und seine Zunge

Daniell-Ellement

5. Versuch: Daniell-Element

Cu2+ + 2 e- Cu

Cu2+ + Zn Cu + Zn2+

Zn 2 e- + Zn2+

Daniell - Element

Kupfer-, Zinkhalbzelle

1 molare Elektrolytlösungen

Salzbrücke - Ionenaustausch

Spannungsreiheoxidierte Form reduzierte Form Standardpotential

Li+ + e- Li - 3,05 V

Na+ + e- Na - 2,71 V

Mg2+ + 2 e- Mg - 2,27 V

Zn2+ + 2 e- Zn - 0,76 V

Fe2+ + 2 e- Fe - 0,41 V

Sn2+ + 2 e- Sn - 0,14 V

2 H+ + 2 e- H2 + 0,00 V

Cu2+ + 2 e- Cu + 0,35 V

Ag+ + e- Ag + 0,80 V

Hg2+ + 2 e- Hg + 0,85 V

Au3+ + 3 e- Au + 1,50 V

F2 + 2 e- 2 F- + 2,87 V

unedel

edel

Standardwasserstoffelektrode

Passivierung6. Versuch: Der errötende Nagel

Fe + 2 HCl FeCl2 + H2 ↑2 Fe + 6 HNO3 Fe2O3 + 6 NO2 ↑ + 3 H2O

Fe + CuCl2 FeCl2 + CuCu + 4 HNO3 Cu(NO3)2 + 2 NO2 ↑ + 2 H2O2 Fe + 6 HNO3 Fe2O3 + 6 NO2 ↑ + 3 H2O

Fe + Cu2+ Cu + Fe2+