Bestimmung Oxidationszahlen?
Hallo. Ich schreibe bald eine Chemie Arbeit und würde gerne wissen, wie man Oxidationszahlen bestimmt.
LG und Danke für eure Hilfe
3 Antworten
https://www.youtube.com/watch?v=pWv43LMo7pM
https://www.youtube.com/watch?v=eZnPfpiMVp8
https://www.youtube.com/watch?v=RnpNrWJ4GOc
http://www.alteso.de/redoxreaktionen/bestimmung-von-oxidationszahlen
https://www.chemieseite.de/anorganisch/node20.php
Benefind: Bestimmung Oxidationszahlen
Benefind/Bilder: Bestimmung Oxidationszahlen
Ecosia: Bestimmung Oxidationszahlen
Ecosia/Videos : Bestimmung Oxidationszahlen
Google: Bestimmung Oxidationszahlen
Google/Videos: Bestimmung Oxidationszahlen
Oxidationszahlen kann man nicht „bestimmen“ im Sinne von „messen“; sie sind per Konvention festgelegt anhand von zum größten Teil etwas schwammigen Regeln, die so sind wie sie sind damit sie ein möglichst nützliches Ergebnis bringen. Daher sind die meisten dieser Regeln auch nicht absolut, sondern können in geeigneten Fällen etwas gebogen werden.
Die einzige unumstößliche Regel sagt: Die Summe aller Oxidationszahlen eines Teilchen entspricht der Ionenladung dieses Teilchens.
Daraus folgt unmittelbar, daß alle chemischen Elemente (He, O₂, P₄) die OZ Null haben müssen. Denn die Ladung ist ja Null, also müssen es auch die Oxidationszahlen sein. Im Na⁺-Ion ist die OZ natürlich +I, und im Cl⁻ ist die −I, also gilt auch für Natriumchlorid Na⁺ᴵCl⁻ᴵ, weil es ja aus genau diesen Ionen besteht.
Und jetzt beginnen die schwammigen Regeln: Metalle und Wasserstoff haben fast immer positive OZ (beim Wasserstoff kommt nur +I in Frage), Fluor in seinen Verbindungen immer −I, Sauerstoff fast immer −II (die wichtigste Ausnahme sind die Peroxide, denn im Peroxid-Ion O₂²⁻ ergibt sich nach Regel 1 zwingend OZ −I), usw. Bei binären Verbindungen wählt man die Oxidationszahl wenn möglich entsprechend der Gruppennummer, und das elektronegativere Element kriegt natürlich die negativere Nummer.
Nun exerzieren wir das an einem Beispiel durch: Schwefelsäure H₂SO₄ hat zwei Wasserstoffatome zu je +I und vier Sauerstoffatome zu je −II. Das ergibt eine Summe von −6, die durch den Schwefel genau auf Null kompensiert werden muß, weil H₂SO₄ ja die Ladung Null hat. Also H⁺ᴵ₂S⁺ⱽᴵO⁻ᴵᴵ₄.
Oder das Perchlorat-Ion, ClO₄⁻: Die vier Sauerstoffe bringen insgesamt −8 auf die Waage, die Ionenladung ist −1, also muß das Chor +7 beitragen, damit die Bilanz stimmt: Cl⁺ⱽᴵᴵO⁻ᴵᴵ₄⁻.
Manchmal kann man sich Abkürzungen erlauben: Im Fe(CN)₆³⁻-Ion ist es ein bißchen schwierig, weil man ja beim C und beim H nicht von vorneherein sicher sein kann, welche OZ sie haben. Wenn man aber weiß, daß das Cyanid-Ion die Ladung −1 hat, dann haben die sechs CN⁻-Ionen zusammen −6, und um das auf die Gesamtladung −3 für das ganze Ion zu drücken, brauchen wir offenbar Eisen in der Oxidationsstufe +III.
Beim Ammoniumsulfat (NH₄)₂SO₄ sieht es auf den ersten Blick kompliziert aus. Aber da Du hoffentlich weißt, daß dieses Salz aus den Ionen NH₄⁺ und SO₄²⁻ besteht, geht es ganz einfach: Für H und O kennen wir die OZ, nämlich +I bzw. −II, und nach Regel 1 können wir ganz leicht die beiden verbleibenden Atome knacken: (N⁻ᴵᴵᴵH₄)₂S⁺ⱽᴵO₄
Ja, das mit dem Thiosulfat S₂O₃²⁻ = SSO₃²⁻ ist wirklich trickreich. Mit der simplen Regel kriegt man eines durchschnittliche Oxidationszahl von S⁺ᴵᴵS⁺ᴵᴵO₃²⁻ heraus, mit der Aufteilung der Elektronenpaare lt. Strukturformel wird es dann S⁺ⱽS⁻ᴵO₃²⁻ und am sinnvollsten ist es, dem peripheren Schwefel wie in anderen Thio-Verbindungen per Definition −II zuzuordnen, also S⁺ⱽᴵS⁻ᴵᴵO₃²⁻. Eine gewisse Schwammigkeit ist den Regeln eingebaut.
Andere böse Beispiele sind H₂Fe(CO)₄ oder KO₃ oder K₄In₁₁ (mit einem In₁₁⁴⁻-Ion in Form eines fünffach überkappten trigonalen Prismas, D₃ₕ) oder arachno-B₄H₁₀. Da hilft nur Pragmatismus weiter: Oxidatonszahlen gibt es nur im Buch, nicht in der Natur, und wir verwenden sie dort, wo sie nützlich sind, und ignorieren sie andernorts.
Dafür gibt es feste Regel, mitunter leider auch Ausnahmen, weswegen ich hier auf die verlinkte Seite hinweise :
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/11/aac/vorlesung/kap_4/vlu/oxidationsz.vlu.html
Du kannst mich gerne Fragen wenn du dann noch Fragen hast.
Die bestimmung der Oxidationszahlen geht auch mithilfe der Lewis Schreibweise, also zeichnerisch.
Bsp :
H20
Sauerstoff hat (meistens) die Oxidationszahl -2.
Soweit keine Ladung vorhanden ist, ist die Summe aller Oxidationszahlen in einem neutralen Verbindung null.
Daher :
2*x -2 = 0 I + 2 I x ist H
2*x = 2 I :2
x =1
Alternativ :
x - 2 = 0 I x ist H
x = 2 I :2 da 2 H
x = 1
Also :
(I) (-II)
H20
Probe :
2*I -II = 0
II - II = 0
0 =0
Ergänzung: In Metallhydriden hat Wasserstoff die Oxidationszahl -1, neben Peroxid gibt es noch das Superoxid (O_2^-).
Die erste Ausnahme, die ich kennengelernt habe: in Thiosulfat gibt man dem zentralen S-Atom die Oxidationszahl +6 und dem peripheren die Oxidationszahl -2, analog dem Sauerstoffatom, das substituiert worden ist.