Redoxreaktion im basischen Millieu
eine Frage an euch:
gegeben ist folgende Gleichung zum Ausgleich:
Al -----> [Al(OH)4]- + H2
Durch eine Seite im Internet kam ich auf eine ähnliche Gleichung, welche als Edukte: Al, H2O, OH- Produkte: Al(OH)4-, H2
schon in der Gleichung enthalten hatte. Bei meiner Gleichung ist es auf der Eduktseite nur Al.
Kann mir jemand vielleicht sagen, wie man darauf kommen kann, dass es noch OH- und H2O auf der Edukseite sein müssen und wie man darauf kommt, ohne zu raten, sondern mit Schritten aus dem Prinzip der Redoxreaktionen?
Denn die Gleichung die ich dann zum Schluss habe lautet:
Al + 3H2O ----> Al(OH)4- + 1,5 H2
und sieht doch stimmig aus.
Vielen Dank!
2 Antworten
Eins vorweg: Links vom Reaktionspfeil muss Wasser stehen, denn irgendwo müssen die Wasserstoff und Sauerstoff-Atome auf der Produktseite ja herkommen. Es folgt...
Die todsichere 9-Schritt-Methode für Redoxgleichungen
1. Schritt: Oxidationszahlen der Atome, deren Oxidationszahlen sich ändern, hinschreiben:
- Al = 0
- [Al(OH)4]- = + III
- H2O = + I
- H2 = 0
2. Schritt: Oxidation und Reduktion anhand der Oxidationszahlen trennen:
- Ox: Al => [Al(OH)4]-
- Red: H2O => H2
3. Schritt: Die Differenz der Oxidationszahlen durch Elektronen (e-) ausgleichen. Differenz zwischen 0 und 1 ist 1. Differenz zwischen 0 und 3 ist 3:
- Ox: Al => [Al(OH)4]- + 3 (e-)
- Red: H2O + 2 (e-) => H2
4. Schritt: Die Gesamtladung auf beiden Seiten (man zählt Ionen und Elektronen) durch (in deinem Fall bei basischen Lösung) Hydroxidionen ausgleichen. Bei der Oxidation hast du links keine Ladung und rechts 4 negative Ladungen. Da müssen also 4 Hydroxidionen nach links packen, damit es identisch ist. Bei der Reduktion hast du links zwei negative Ladungen und rechts gar keine. D.h. rechts müssen 2 Hydroxidionen hin, damit die Ladungen rechts und links gleich sind.
- Ox: Al + 4 OH- => [Al(OH)4]- + 3 (e-)
- Red: H2O + 2 (e-) => H2 + 2 OH-
5. Schritt: Mit Wasser die Atombilanz ausgleichen. Bei der Osidation stimmt die Atombilanz. Bei Reduktion muss links noch 1 Wasser rein, damit die Atombilanz stimmt:
- Ox: Al + 4 OH- => [Al(OH)4]- + 3 (e-)
- Red: 2 H2O + 2 (e-) => H2 + 2 OH-
6. Schritt: Beide Gleichungen so multiplizieren, dass die Elektronenzahl identisch ist. Dies bedeutet, dass die Reduktion mit 3 multipliziert werden muss und die Oxidation mit 2, damit bei beiden Teilreaktionen 6 Elektronen stehen:
- Ox: 2Al + 8 OH- => 2 [Al(OH)4]- + 6 (e-)
- Red: 6 H2O + 6 (e-) => 3H2 + 6 OH-
7. Schritt: Gleichungen zusammenschreiben:
RedOx: 2 Al + 8 OH- + 6 H2O + 6 (e-) => 2 [Al(OH)4]- + 6 (e-) + 3 H2 + 6 OH-
8. Schritt: Identisches auf Produkt- und Eduktseite rausstreichen. Das sind hier die Elektronen und 6 Hydroxidionen:
RedOx: 2 Al + 2 OH- + 6 H2O => 2 [Al(OH)4]- + 3 H2
9. Schritt: Prüfen, ob Ladungen und Atombilanz auf beiden Seiten stimmt.
RedOx: 2 Al + 2 OH- + 6 H2O => 2 [Al(OH)4]- + 3 H2
- Atombilanz: Stimmt
- Ladung: Auf beiden Seiten 2 negative Ladungen. Passt!
FERTIG!
LG
MCX
Habe ich mal als Tutor für Biologie- und Medizinstudenten entwickelt. Fanden die auch gut :) Danke!
LG
MCX
Au weia, gib mal nicht ganz so an, das ist die einzige Möglichkeit, wie man Redoxreaktionen löst, das macht jeder so, und jeder vernünftige Lehrer erklärt das genau so. Du hast das Rad also nicht neu erfunden, indem du das auf neun Schritte ausdehnst. Man kann das auch etwas übersichtlicher zusammenfassen...
Deine letzte Gleichung zeigt, dass man formal "stimmige" Reaktionsgleichungen aufstellen kann. Ob dann eine solche Reaktion auch zutrifft - wie in Deinem Beispiel die Bildung von Wasserstoff - das kann man nur experimentell entscheiden. Es sei, man hat Erfahrung gemacht und diese "auswendig gelernt".
In Deinem Fall heißt die Reaktionsgleichung:
Al(OH)3 + OH- --> [Al(OH)4]-
Es hat sich das Tetrahydroxidalumination gebildet.
Ich bin dir wirklich wahnsinnig dankbar! Die Methode ist super!