Komplexe Redoxgleichung wie viel H+ hinzufügen?

Zurzeit haben wir in Chemie das Thema Komplexe Redoxgleichungen. Ich versteh aber nicht woher man weiß wie viel H+ man zum ausgleichen hinzufügen muss.

Ich habe da jetzt schon H+ auf eine Seite geschrieben aber ich weiß nicht woher man weiß wieviel.

Und auf die andere Seite muss ja auch noch H2O ergänzt werden, da weiß ich auch nicht wie man das macht.

Answer 1

[DedeM]

Moin,

das machst du Schritt für Schritt. Doch zuvor ein paar allgemeine Vorüberlegungen:

• In allen Reaktionsschemata (Reaktionsgleichungen) muss am Ende die Stoffbilanz stimmen, das heißt, dass am Ende auf beiden Seiten des Reaktionspfeils von allen Elementsymbolen jeweils die gleiche Anzahl vorhanden sein muss.
• In allen Reaktionsschemata (Reaktionsgleichungen) muss am Ende die Ladungsbilanz stimmen, das heißt, dass am Ende auf beiden Seiten des Reaktionspfeils die Summe aller Ladungen übereinstimmen muss.
• In saurem Milieu gibt es Oxoniumionen (H₃O⁺), vereinfacht kannst du auch mit Protonen (Wasserstoff-Kationen; H⁺) arbeiten.

Alles klar soweit? - Okay, dann können wir loslegen...

Sulfit wird in saurer Lösung von Permanganat zu Sulfat oxidiert. Das Permanganat wird dabei zu einem Mangan-Kation (Mn²⁺) reduziert (die magentafarbene Lösung wird entfärbt).

Dann können wir folgende Redoxpaare bilden:

Reduktion: MnO₄^– + 5 e^– → Mn²⁺

Das Mangan-Teilchen wird von der Oxidationsstufe +VII (links) auf die Oxidationsstufe +II (rechts) reduziert. Dazu sind fünf Elektronen nötig.

Oxidation: SO₃^2– → SO₄^2– + 2 e^–

Das Schwefel-Teilchen wird von der Oxidationsstufe +IV (links) auf die Oxidationsstufe +VI oxidiert. Dabei gibt es zwei Elektronen ab.

Wie du leicht feststellen kannst, stimmt weder in der Reduktions- noch in der Oxidationsteilgleichung die Stoff- oder die Ladungsbilanz.

Darum müssen wir uns also kümmern...

In der Reduktionsteilgleichung kannst du aber auch sehen, dass das Permanganat-Ion (MnO₄^–) alle Sauerstoffe abgibt, denn es steht rechts als Mangan-Kation (Mn²⁺) alleine da.
Na ja, und du arbeitest in einem sauren Milieu. Das heißt, dass dir Protonen (H⁺) zur Verfügung stehen, die du mit Sauerstoff zu Wasser vereinigen kannst. Für die vier Sauerstoff-Teilchen im Permanganat-Ion brauchst du daher acht Protonen, um daraus vier Wassermoleküle machen zu können, verstehst du?!

Reduktion: 8 H⁺ + MnO₄^– + 5 e^– → Mn²⁺ + 4 H₂O

Und siehe da, plötzlich stimmen Ladungs- und Stoffbilanz dieser Teilgleichung:

8+ + 1– + 5– (links) = 2+ (rechts);
8 H (links) = 8 H (rechts),
1 Mn (links) = 1 Mn (rechts) und
4 O (links) = 4 O (rechts)...

Analoges machst du jetzt für die Oxidationsteilgleichung: Hier brauchst du einmal Sauerstoff, um aus dem Sulfit-Anion (SO₃^2–) ein Sulfat-Anion (SO₄^2–) machen zu können. Das kannst du aus dem Wasser bekommen, wobei zwei Protonen entstehen...

Oxidation: H₂O + SO₃^2– → SO₄^2– + 2 e^– + 2 H⁺

Und siehe da, auch hier stimmen nun Ladungs- und Stoffbilanz.

2– (links) = 2– + 2– + 2+ (rechts);
2 H (links) = 2 H (rechts),
4 O (links) = 4 O (rechts) und
1 S (links) = 1 S (rechts)...

Was nun noch nicht stimmt, ist die Anzahl der Elektronen, die bei der Oxidation freigesetzt (2 e^–) und die bei der Reduktion benötigt werden (5 e^–). Hier musst du auf die sogenannte Elektronenneutralität achten (die Menge an abgegebenen Elektronen muss gleich der Menge an aufgenommenen Elektronen sein).

Dieses Problem löst du, indem du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) von 2 und 5 suchst. Das kgV von 2 und 5 ist 10. Darum musst du die Reduktionsteilgleichung mit dem Faktor 2 und die Oxidationsteilgleichung mit dem Faktor 5 multiplizieren (um jeweils auf 10 Elektronen zu kommen).

Reduktion: 16 H⁺ + 2 MnO₄^– + 10 e^– → 2 Mn²⁺ + 8 H₂O
Oxidation: 5 H₂O + 5 SO₃^2– → 5 SO₄^2– + 10 e^– + 10 H⁺
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Redoxgleichung: 6 H⁺ + 2 MnO₄^– + 5 SO₃^2– → 2 Mn²⁺ + 3 H₂O + 5 SO₄^2–

Jetzt stimmt alles. Das Redoxsystem ist aufgestellt.

Ich hoffe, du konntest alles nachvollziehen!? Wenn nicht, frag ruhig noch einmal nach.

LG von der Waterkant

Answer 2

[JenerDerBleibt]

Erst mit H+ die Ladungen ausgleichen, dann mit H2O die Teilchen.

Wo was hingehört schaust du danach wo was fehlt. Du hast ja z.b. links 3 O und rechts 4. Muss also links noch eins hin, sprich H2O links. Dementsprechend H+ rechts