Redoxreaktion aufstellen?
Kann mir jemand zu dieser Reaktion die Redox Gleichung ermitteln ? Wäre auch nett wenn ihr die Schritte wie ihr vorgegangen seid hinzufügt. :)
FeSO4+HIO3+H2SO4—>I2+Fe2(SO4)3+H2O
2 Antworten
Hi,
beim Ausgleichen von Redoxreaktionen gehst du wie folgt vor:
- Teilgleichungen unausgeglichen notieren
- Oxidationszahlen bestimmen
- Anzahl aufgenommener oder angegebener Elektronen ergänzen
- Ladungsausgleich mit H(+)/OH(-) und ggf. H2O
- Gleichungen so multiplizieren, dass Anzahl angegebener und aufgenommener Elektronen gleich sind
- Teilgleichungen zu Gesamtgleichung zusammenführen und Elektronen sowie ggf. weitere Komponenten "rauskürzen"
Durch die Zugabe von H2SO4 weißt du, dass diese Gleichung im sauren Milieu stattfindet. Wir arbeiten also erstmal nur mit der Angabe "H+" und lassen das SO4 weg. Das fügen wir ganz am Ende hinzu. Das ist hier nämlich ein bisschen tricky. Ich erkläre dir das klassische Vorgehen und, warum es am Ende doch ein bisschen komplexer ist als man vielleicht denken mag.
Deine Ausgangsgleichung ist:
FeSO4+HIO3 —>I2+Fe2(SO4)3
1. Teilgleichungen notierenDazu packst du alles mit Eisen in eine Teilgleichung und alles mit Iod in die andere. Um H2SO4 und H2O kümmern wir und später, das habe ich erstmal rausgenommen und wird sich aus meinen Erklärungen ergeben.
Teilgleichung 1: FeSO4 --> Fe2(SO4)3
Teilgleichung 2: HIO3 --> I2
2. Oxidationszahlen bestimmenDas nächste, was du machst, ist, von allen Elementen die Oxidationszahlen zu bestimmen:
- Bei FeSO4 hat das SO4(2-)-Ion eine Ladung von -2. Mit Eisen muss die Ladung zusammen 0 ergeben (denn FeSO4 ist ja kein Ion), also muss Eisen eine Oxidationszahl von +II haben.
- Bei Fe2(SO4)3 haben wir drei Mal Sulfat, also 3*(-2) = -6. Es muss mit zwei Eisen-Kationen eine Ladung von -6 ausgeglichen werden, somit hat jedes Eisen-Ion eine Ladung und damit auch eine Oxidationszahl von +III.
- Bei HIO3 wissen wir, dass Sauerstoff die Oxidationszahl -II und Wasserstoff +I hat. Rechnen wir 3*(-2)+1, erhalten wir -5. Iod hat also die Oxidationszahl +V.
- Bei I2 handelt es sich um ein Element. Elemente haben per Definition die Oxidationszahl 0.
Nun weißt du, dass bei Eisen die Oxidationszahl steigt - es handelt sich also um die Oxidation. Bei Iod sinkt sie - es handelt sich um die Reduktion.
3. Anzahl aufgenommener oder angegebener Elektronen ergänzenDas ist hier ein bisschen tricky. Wenn du dir die Gleichungen ansiehst, dann siehst du, dass rechts zwei Mal Eisen steht, links aber nur ein Mal. Wir schreiben also eine 2 vor das Eisen(II)-Sulfat links. Genauso bei Iod: Links hast du im HIO3 nur ein Iod, rechts aber 2. Auch vor HIO3 schreiben wir eine 2:
Oxidation: 2 FeSO4 --> Fe2(SO4)3
Reduktion: 2 HIO3 --> I2
Nun können wir die Anzahl der Elektronen bestimmen. Bei einer Oxidation werden Elektronen abgegeben, sie kommen also auf die rechte Seite. Pro Eisenion wird ein Elektron abgegeben, also haben wir rechts 2 e(-):
Oxidation: 2 FeSO4 --> Fe2(SO4)3 + 2 e(-)
Bei der Reduktion nimmt ein Iod-Atom fünf Elektronen auf. Bei der Reduktion kommen die Elektronen auf die linke Seite:
Reduktion: 2 HIO3 + 10 e(-) --> I2
4. Ladungsausgleich mit H(+)/OH(-) und ggf. H2OLadungsausgleich bedeutet, dass wir so viele H(+) oder OH(-) hinzufügen, dass die Ladungen auf beiden Seiten der Teilgleichungen gleich sind.
Wir bestimmen also auf beiden Seiten die Ladungen der Gleichungen. Bei der Reduktion ist die Gesamtladung links -10 (wegen 10 e(-)) und rechts 0. Bei der Oxidation ist es rechts -2 und links 0.
Wenn wir H(+)-Ionen hinzufügen, dann nimmt die Ladung zu (je Ion um +1). Wir fügen auf der Seite mit der niedrigeren Ladung so viele H(+) hinzu, bis wir auf die Ladung der anderen Seite kommen. Wir müssen also bei der Oxidation rechts 2 H(+) und bei der Reduktion links zehn H(+) hinzufügen:
Oxidation: 2 FeSO4 --> Fe2(SO4)3 + 2 e(-) + 2 H(+)
Reduktion: 2 HIO3 + 10 e(-) + 10 H(+) --> I2
5. Anzahl angegebener und aufgenommener Elektronen angleichenWir sehen, dass wir bei der Oxidation nur zwei Elektronen abgegeben haben, bei der Oxidation aber fünf aufgenommen. Also multiplizieren wir die obere Gleichung mit 5:
Oxidation: 10 FeSO4 --> 5 Fe2(SO4)3 + 10 e(-) + 10 H(+)
Reduktion: 2 HIO3 + 10 e(-) + 10 H(+) --> I2
Du siehst, dass die Anzahlen der Elektronen nun übereinstimmen.
6. Teilgleichungen zu Gesamtgleichung zusammenführenWir schreiben alle Edukte links hin, alle Produkte rechts:
10 FeSO4 +2 HIO3 + 10 e(-) + 10 H(+) --> 5 Fe2(SO4)3 + 10 e(-) + 10 H(+) + I2
Wir streichen erstmal alle H(+) und e(-) raus, die wir auf beiden Seiten haben:
10 FeSO4 +2 HIO3 --> 5 Fe2(SO4)3 + I2
7. Weiteres zu dieser GleichungNormalerweise wäre man jetzt fertig. Ich hatte eingangs bereits erwähnt, dass es hier etwas komplizierter ist, da H2SO4 hier auch mit an der Reaktion teilnimmt und nicht bloß ein Katalysator ist.
Wenn wir uns die Gleichung am Ende von Punkt 6 ansehen, stellen wir fest, dass wir links 10 Sulfate haben (10 FeSO4) und links 5*3 = 15. Diese kommen aus der Schwefelsäure. Wir ergänzen links also 5 H2SO4:
10 FeSO4 +2 HIO3 + 5 H2SO4 --> 5 Fe2(SO4)3 + I2
Das einzige, was wir jetzt noch tun müssen, ist, die überschüssigen H's und O's zu H2O zu verwurschteln. Wir haben links 2 H-Atome aus 2 HIO3 und zehn H-Atome aus 5 H2SO4, ergibt zusammen 12 H-Atome. An Sauerstoffatomen haben wir 6 Stück, nämlich 2*3 aus der Iodsäure. 12 H_Atome und 6 O-Atome kann man zu 6 H2O verbinden und als Gesamtgleichung erhalten wir:
10 FeSO4 +2 HIO3 + 5 H2SO4 --> 5 Fe2(SO4)3 + I2 + 6 H2O.
Wenn noch irgendwas unklar ist, melde dich gern!
LG
Nein, macht es nicht :) du musst nur mehr H2O auf die rechte Seite packen. Das mit den H+ ist vereinfacht.
Jedes Fe²⁺ gibt ein Elektron ab, und jedes Iod in der Iodsäure nimmt fünf Elektronen auf. Das sieht man, wenn man die Oxidationszahlen berechnet und deren Differenzen bildet (was Oxidationszahlen sind, weißt Du hoffentlich):
2 Fe⁺ᴵᴵSO₄ ⟶ Fe⁺ᴵᴵᴵ₂(SO₄)₃ + 2 e¯
2 HI⁺ⱽO₃ + 10 e¯ ⟶ I⁰₂
Diese Halbgleichungen sind dabei nur in den Fe- bzw. I-Atomen ausgeglichen; wir könnten das mit Herumfummeln ausgleichen, aber es ist günstiger, das auf später zu verschieben. Stattdessen multiplizieren wir die obere Gleichung mit fünf (damit sie auch 10 Elektronen hat) und addieren das ganze. Dabei fallen die Elektronen weg, und wir erhalten:
10 FeSO₄ + 2 HIO₃ ⟶ 5 Fe₂(SO₄)₃ + I₂
Jetzt müssen wir aber wirklich ausgleichen. Links stehen 10 Sulfate, rechts 15, also schreiben wir links noch 5 H₂SO₄ dazu, dann stimmt auch die Schwefelbilanz:
10 FeSO₄ + 2 HIO₃ + 5 H₂SO₄ ⟶ 5 Fe₂(SO₄)₃ + I₂
Jetzt sehen wir uns die H-Atome an. Links stehen 12 und recht keine, das reparieren wir mit H₂O:
10 FeSO₄ + 2 HIO₃ + 5 H₂SO₄ ⟶ 5 Fe₂(SO₄)₃ + I₂ + 6 H₂O
Die letzte Atomsorte sind die Sauerstoffatome: Links stehen 66, und rechts auch. Daher ist die Gleichung fertig.
Danke schon mal!!, jedoch habe ich noch eine Frage, und zwar hat unser Lehrer das erklärt aber statt H+ Ionen mit H3O+ Ionen. Nun dachte ich dass man H3O+ zum Ladungsausgleich nehmen muss und nicht die H+. Macht es einen unterschied, und wenn ja warum?