Ist eine Redoxreaktion abgelaufen?
Hallo, ich hatte in der Schule gerade das Thema Redoxreaktionen und habe noch nicht ganz verstanden, wie man erkennt, ob eine abgelaufen ist. Also ich weiß, dass man gucken muss, ob sich etwas bei den Oxidationszahlen geändert hat, aber wie genau man das macht weiß ich nicht. Kann mir zum Beispiel jemand begründet erklären, warum im Folgenden Beispiel eine bzw. keine Redoxreaktion abgelaufen ist?
KNO3+H2SO4 wird zu HNO3+KHSO4
Ich freue mich sehr über Antworten!
2 Antworten
Alles an Deiner Angabe ist sehr unklar. Die vorgschlagene Reaktion
KNO₃ + H₂SO₄ ⟶ HNO₃ + KHSO₄
- ist richtig bilanziert und ausgeglichen,
- aber sie ist keine Redoxreaktion
- und sie läuft wirklich ab, zumindest in der Hitze, wenn die HNO₃ abdampfen kann.
- Historisch ist das genau die Art, wie man rote rauchende Salpetersäure herstellt
Moin,
für die Ermittlung von Oxidationszahlen gibt es ein paar Regeln. Diese lauten:
- Elemente haben immer die Oxidationszahl 0 (Null).
- Bindungselektronen zwischen gleichartigen Atomsorten werden gleichmäßig aufgeteilt.
- Bindungselektronen zwischen ungleichen Atomsorten werden immer dem elektronegativeren Bindungspartner vollständig zugesprochen.
- Die Summe aller Oxidationszahlen stimmt mit der Ladung des Teilchens überein.
Und dann gibt es da noch ein paar Hilfsregeln, die fast immer (aber eben nicht immer) gelten. Dazu gehören:
Zusatzregel 1:
In Verbindungen haben Metalle (so gut wie immer) positive Oxidationszahlen. Alkalimetalle OZ +I, Erdalkalimetalle OZ +II (Ausnahmen: exotische Verbindungen wie Alkalide oder bestimmte Komplexe).
Zusatzregel 2:
In den allermeisten Verbindungen hat Wasserstoff die Oxidationszahl +I (Ausnahme: Metallhydride).
Zusatzregel 3:
In den allermeisten Verbindungen hat Sauerstoff die Oxidationszahl –II (Ausnahmen: Peroxide oder Sauerstofffluoride).
So! Wenn du diese Regeln auf dein Beispiel anwendest, dann erhältst du folgendes Ergebnis:
KNO3 + H2SO4 → HNO3 + KHSO4
Oxidationszahlen:
K (im KNO3): +I (Zusatzregel 1 und Regel 4)
N (im KNO3): +V (Regel 3 und Regel 4)
O (im KNO3): –II (Zusatzregel 3 und Regel 3)
Zur Erklärung: Kaliumnitrat ist ein Salz. Es besteht aus Kalium-Kationen (K+) und Nitrat-Anionen (NO3–). Das ist weder eine Sauerstoff-Fluor-Verbindung noch ein Peroxid. Darum gilt hier die Zusatzregel 3: Sauerstoff hat die Oxidationszahl –II.
Da aber im Nitrat-Anion drei Sauerstoffatome vorkommen, kommst du auf 3 • –II = –VI.
Kaliumnitrat selbst hat aber keine Ladung. Das bedeutet, dass die Summe aller Oxidationszahlen 0 ergeben muss.
Wenn das Kalium-Kation (K+) die Oxidationszahl +I hat (Zusatzregel 1 und auch Regel 4), dann muss der Stickstoff hier die Oxidationsstufe +V haben, denn
+I + +V + –VI = 0
verstehst du?!
Mit analogen Überlegungen kommst du für die anderen Verbindungen zu folgenden Ergebnissen:
H (im H2SO4): +I (Zusatzregel 2 und Regel 3)
S (im H2SO4): +VI (Regel 3 und Regel 4)
O (im H2SO4): –II (Zusatzregel 3 und Regel 3)
H (im HNO3): +I (Zusatzregel 2und Regel 3)
N (im HNO3): +V (Regel 3 und Regel 4)
O (im HNO3): –II (Zusatzregel 3 und Regel 3)
K (im KHSO4): +I
H (im KHSO4): +I
S (im KHSO4): +VI
O (im KHSO4): –II
Na ja, und wenn du dir nun alle ermittelten Oxidationszahlen anschaust, dann stellst du fest, dass sich keine Oxidationszahl beim Vergleich zwischen Edukten (Ausgangsstoffen) und Produkten (Endstoffen) verändert hat.
K ist immer +I, H ist immer +I, N ist immer +V, S ist immer +VI und O ist immer –II.
Wenn es sich aber um eine Redoxreaktion handeln würde, müssten sich die Oxidationszahlen von mindestens zwei Teilnehmern verändern. Eine Oxidationszahl müsste größer werden, eine andere kleiner, denn bei einer Redoxreaktion werden immerhin Elektronen übergeben und Elektronen sind negative Ladungsträger. Wenn Elektronen übergeben werden, dann erhöht sich die Oxidationszahl des abgebenden Teilchens, während sich die die Oxidationszahl des aufnehmenden Teilchens verringert.
Das ist hier nicht der Fall. Also ist das keine Redoxreaktion!
Alles klar?
LG von der Waterkant
Ja. C (Element!) hatte vor der Reaktion die Oxidationsstufe 0. Nach der Reaktion (im CO2) hat es die Oxidationsstufe +IV. Hier liegt also eine Erhöhung der Oxidationsstufe vor.
Das Cu (im CuO) hatte dagegen vor der Reaktion die Oxidationsstufe +II. Nachher als Cu (Element!) hat es die Oxidationsstufe 0. Die Oxidationszahl hat sich also verringert.
Eine Oxidationszahl erhöht sich, eine andere verringert sich, also ist das eine Redoxreaktion!
Aber dein Reaktionsschema ist nicht ganz korrekt. Es muss lauten:
2 CuO + C → CO2 + 2 Cu
LG von der Waterkant
Heißt das, bei zum Beispiel 2CuO+C wird zu CO2+Cu ist eine Redoxreaktion abgelaufen?