Redoxreaktion ausgleichen ionenladung?

JenerDerBleibt  24.11.2023, 20:37

Schon mal versucht, das H3O+ auf die andere Seite zu schreiben?

tfcxddrzrc 
Fragesteller
 24.11.2023, 20:44

Auch dann komm ich nicht weiter, da ich nach meinen Berechnungen eine ungerade Anzahl an H aber gerade Anzahl an O brauche

3 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Es gibt da zwei Methoden, die natürlich letztlich auf's selbe rauskommen.

Bei der VORLÄUFIGEN Gleichung CrO₄²⁻ + 3 e⁻ -> Cr³⁺ hast du links die Ladung -5, rechts +3. Die Ladung erhöht sich um 8. Du fügst also links 8 Oxonium zu, und rechts Wasser, wie sich ergibt. CrO₄²⁻ + 3 e⁻ + 8 H₃O⁺ -> Cr³⁺ + 12 H₂O.
Chrom links wie rechts 1 ✅
Sauerstoff links wie rechts 12 ✅
Wasserstoff links wie rechts 24 ✅
Ladung links wie rechts +3 ✅

Bei der VORLÄUFIGEN Gleichung CrO₄²⁻ + 3 e⁻ -> Cr³⁺ hast du vier formale Oxidionen, die du "loswerden" musst, also zu Wasser protonieren. Dazu brauchst du 8 Oxoniumionen. Es entstehen 4 H₂O aus den ehemaligen "Oxidionen" und 8 bleiben vom Oxonium übrig, ergibt 12.
Die Gleichung und die Probe entspricht Methode 1.

tfcxddrzrc 
Fragesteller
 24.11.2023, 21:50

Danke das ist sehr verständlich, wie wäre es bei der Oxidation?

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ThomasJNewton  24.11.2023, 21:52
@tfcxddrzrc

Das wär ja jetzt die Gelegenheit, es mal selbst zu probieren, nach Methode 1 und 2. Noch bin ich wach, für den ✅.

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tfcxddrzrc 
Fragesteller
 24.11.2023, 21:53

Ich habe es jetzt verstanden

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Du mußt nur ausgleichen. Wir beginnen mit einer rohen Form der beiden Teilgleichun­gen, und gleichen dann aus:

Cr⁺ⱽᴵO₄²¯ + 3 e¯ ⟶ Cr³⁺
Cl¯ ⟶ Cl⁺ᴵᴵᴵO₂¯ + 4 e¯

Da die Reaktion vermutlich im Alkalischen abläuft, gleichen wir mit OH¯ und H₂O aus. Die obere Gleichung will 4 O-Atome auf der Eduktseite loswerden, da schreiben wir vier H₂O hin und rechts 8 OH¯. Bei der unteren machen wir dasselbe, nur in die andere Richtung und für nur zwei O-Atome:

CrO₄²¯ + 4 H₂O + 3 e¯ ⟶ Cr³⁺ + 8 OH¯
Cl¯ + 4 OH¯ ⟶ ClO₂¯ + 2 H₂O + 4 e¯

Ein Ausgleich mit H₃O⁺/H₂O wäre am Papier auch möglich, aber er kommt mir che­misch unplausibler vor. Statt H₂O käme dann H₃O⁺ und statt OH¯ käme H₂O:

CrO₄²¯ + 8 H₃O⁺ + 3 e¯ ⟶ Cr³⁺ + 12 H₂O
Cl¯ + 6 H₂O ⟶ ClO₂¯ + 4 H₃O⁺ + 4 e¯

Wie auch immer Du es machen willst, im letzten Schritt werden die beiden dann geeignet multipliziert (Reduktion mit 4, Oxidation mit 3) und zusammenaddiert:

4 CrO₄²¯ + 3 Cl¯ + 10 H₂O ⟶ 4 Cr³⁺ + 3 ClO₂¯ + 20 OH¯

4 CrO₄²¯ + 3 Cl¯ + 20 H₃O⁺ ⟶ 4 Cr³⁺ + 3 ClO₂¯ + 30 H₂O

Allerdings haben beide Gleichungen noch ihre Schwächen. Im Alkalischen würde Cr³⁺ in Abwesenheit von irgendwelchen Komplexbildnern als Cr(OH)₃ ausfallen, und im Sau­ren liegt kein Chromat, sondern Dichromat vor, und im stark Sauren würde Chlorit als chlorige Säure vorliegen. Das können wir bei Lust auch noch berücksichtigen:

4 CrO₄²¯ + 3 Cl¯ + 10 H₂O ⟶ 4 Cr(OH)₃ + 3 ClO₂¯ + 8 OH¯

2 Cr₂O₇²¯ + 3 Cl¯ + 19 H₃O⁺ ⟶ 4 Cr³⁺ + 3 HClO₂ + 27 H₂O

Doch das geht schon auf:

CrO4^2- + 3 e^- + 8 H3O^+ -> Cr^3+ + 12 H2O

Cl^- + 5 H2O -> HClO2 + 4 e^- + 3 H3O^+

tfcxddrzrc 
Fragesteller
 24.11.2023, 21:46

Uns wurde gesagt, dass man sich die Ionenladungen angucken muss. Sie ändert sich ja bei der Oxidation von minus 1 auf plus 3, also ein Unterschied von 4. Uns wurde es so beigebracht, dass man dann 4H30+ ergänzen muss. Daher verstehe ich es nicht so ganz. Bei der Reduktion habe ich keine Probleme. Hatte es nur oben zuerst vertauscht

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JenerDerBleibt  24.11.2023, 21:50
@tfcxddrzrc

Du musst dir die Gesamtladung anschauen, nicht nur die vom Chrom. Die Elektronen haben auch eine.

Letztendlich muss auf beiden Seiten der Gleichung dieselbe Ladung stehen.

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