Wie mache ich diese Reaktionsgleichungen?
- Butan (C4H10) wird oxidiert.
- Titan (IV) – oxid wird mit Wasserstoff reduziert.
Das sind die beiden. Ihr müsst mir nicht unbedingt die Lösung nennen, ich würde mich sehr über eine gute Erklärung freuen, damit ich es selber machen kann :)
Vollständige Oxidation von Butan mit Sauerstoff oder Oxidation mit Halogenen? Oder die formale Oxidation zum Butanol? Zum Butanal? Zur Butansäure?
Vollständige Reduktion zu Titan?
Das war alles was bei der Aufgabe stand. Alles was du jetzt gefragt hast sagt mir nichts, wir sind wahrscheinlich noch nicht so weit
3 Antworten
Moin,
welche „schwachmatische” Lehrkraft stellt euch denn solch unpräzise Aufgaben?
Okay, du kannst ja nichts dafür.
Der Begriff „Oxidation” ist nicht eindeutig, weil er einerseits bedeuten kann, dass ein Stoff mit Sauerstoff reagiert. Andererseits verlaufen auch Reaktionen mit anderen Nichtmetallen wie Halogenen oder Schwefel oder Stickstoff oder Phosphor nach dem gleichen Prinzip, so dass man auch solche Reaktionen als Oxidationen bezeichnen kann. Darum ist die Formulierung
»Butan wird oxidiert.«
allein deshalb schon alles andere als klar.
Hinzu kommt dann aber noch das Problem, dass man Butan zum Beispiel vollständig verbrennen kann (das wäre eine vollständige Oxidation mit Sauerstoff unter Zerstörung des Butangrundgerüstes). Es gibt aber auch unvollständige Verbrennungen (mit Sauerstoff, ebenfalls unter Zerstörung des Butangrundgerüstes). Oder man könnte Butan halogenieren (Oxidation mit beispielsweise Chlor oder Brom) und dann den Halogenbindungspartner durch eine Hydroxygruppe ersetzen. Dann bekäme man Butanol heraus, also einen Alkohol. Auch das entspricht (formal) einer Oxidation (mit Sauerstoff) des Butans (ohne das Butangrundgerüst zu zerstören).
Du siehst, die Formulierung wird immer unpräziser, weil überhaupt nicht klar ist, was gemeint ist. Und ich kann mir nicht vorstellen, dass ihr jede Eventualität aufzählen sollt.
Okay. Nachdem ich dir meine empörte Verärgerung über diese schlampige Aufgabenstellung kundgetan habe, folgt noch etwas, das dir helfen soll:
Wir gehen jetzt der Einfachheit halber einmal davon aus, dass eine vollständige Verbrennungsreaktion mit Sauerstoff gemeint ist.
Dann musst du wissen, dass eine vollständige Verbrennung von organischen Stoffen wie Alkanen (und Butan ist ein Alkan) stets zu zwei Produkten führt, nämlich einerseits Kohlenstoffdioxid (CO2) und andererseits Wasser (H2O).
Und nun stellst du das Reaktionsschema wie folgt auf:
1. Schritt: Formulierung der Wortgleichung
Damit du weißt, wer mit wem wozu reagiert.
2. Schritt: Übersetzen der Wortgleichung in die chemische Formelsprache
Hier erhältst du eine vorläufige Formelgleichung. Es geht an dieser Stelle ausschließlich darum, die korrekten Formeln zu ermitteln.
3. Schritt: Ausgleichen der vorläufigen Formelgleichung
Weil es da so ein chemisches Grundgesetz gibt, nach dem bei einer chemischen Reaktion keine Masse hinzu kommt und (im Prinzip) auch keine Masse verloren geht (Gesetz zur Erhaltung der Masse), musst du dafür sorgen, dass von allen Elementsymbolen in deiner Reaktionsgleichung stets jeweils auf beiden Seiten des Reaktionspfeils die gleiche Anzahl vorhanden ist.
Und das machen wir jetzt mal für dein erstes Beispiel (unter der oben genannten Annahme):
Wortgleichung:
Butan und Sauerstoff reagieren zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.
(vorläufige) Formelgleichung:
C4H10 + O2 ---> CO2 + H2O
Ausgleichen der vorläufigen Formelgleichung:
Dazu gehst du Schritt für Schritt alle Elementsymbole durch.
Links hast du 4 x C (im C4H10), rechts nur 1 x C (im CO2). Darum suchst du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) von 4 und 1, das 4 ist. Darum musst du vor die Formel vom Butan (theoretisch) den Faktor 1 schreiben (den man aber weglässt) und vor die Formel vom Kohlenstoffdioxid den Faktor 4, um auf beiden Seiten auf die gleiche Anzahl von Cs zu kommen. Dann erhältst du
C4H10 + O2 ---> 4 CO2 + H20
Links hast du dann noch 10 x H (im C4H10), rechts nur 2 x H (im H2O). Darum suchst du wieder das kgV, diesmal von 10 und 2. Das kgV von 10 und 2 ist 10. Darum musst du vor die Formel vom Butan theoretisch erneut den Faktor 1 schreiben (den man aber weglässt) und vor die Formel vom Wasser den Faktor 5, damit auf beiden Seiten die gleiche Anzahl von Hs steht. Dann erhältst du:
C4H10 + O2 ---> 4 CO2 + 5 H2O
Kommen wir zum Sauerstoff. Davon hast du links 2 x O (im O2), rechts aber insgesamt 13 x O (8 im 4 CO2 plus 5 im 5 H2O). Das kgV von 2 und 13 gibt es nicht als glatte Zahl. Du könntest jetzt sagen, dass das kgV von 2 und 13 13 sei, wobei du dann als Faktor eine Dezimalzahl (6,5 oder 6½) bekämst. Wenn dir das (verständlicherweise) nicht gefällt, weil es keine halben Sauerstoff-Minimoleküle lange genug gibt, musst du alles (wirklich alles) an dieser Stelle noch einmal verdoppeln, um auf glatte Zahlen zu kommen. Machen wir das zunächst:
2 C4H10 + O2 ---> 8 CO2 + 10 H2O
Nun hast du links immer noch 2 x O, rechts aber 26 x O. Das kgV von 2 und 26 gibt es, es lautet 26. Dazu musst du links vor die Formel von Sauerstoff den Faktor 13 setzen, während du rechts nichts verändern musst (weil man den Faktor 1 weglässt). Dann erhältst du
2 C4H10 + 13 O2 ---> 8 CO2 + 10 H2O
Ein letzter Check ergibt: links 8 x C, rechts auch. Links 20 x H, rechts auch. Und links 26 x O, rechts auch! Alles ist ausgeglichen, das Reaktionsschema der vollständigen Verbrennung von Butan mit Sauerstoff lautet also
2 C4H10 + 13 O2 ---> 8 CO2 + 10 H2O
Fertsch!
So, nun könnte ich dir über die Reduktion von Titan-IV-oxid mit Wasserstoff einen ähnlichen Vortrag wie oben halten, aber erspare ich uns jetzt mal beiden.
Der Einfachheit halber tun wir mal so, als könnte man mit Hilfe von Wasserstoff reines Titan aus dem Titan-IV-oxid gewinnen (was real nicht passiert).
Dann kannst du das oben beschriebene Schema verfolgen:
Wortgleichung:
Titan-IV-oxid und Wasserstoff reagieren zu Titan und Wasser.
Den Rest überlasse ich jetzt dir. Das schaffst du alleine, oder?! Ich glaube an dich!
Du kannst deine Lösung im Kommentar posten, dann schaue ich mir das an und korrigiere eventuell Falsches (was aber hoffentlich nicht nötig sein wird)...
LG von der Waterkant
Ja, so das formal richtig.
Schön, dass es dir geholfen hat.
Nun sei dir auch verraten, dass man mit Wasserstoff nur bis zum Titan-II-oxid reduzieren kann (und auch das nur mit sehr hohen Temperaturen; mindestens 2000°C). Das wäre dann
TiO2 + H2 ---> TiO + H2O
TiO2 + H2 ---> TiO + H2O
(weil hier die vorläufige Formelgleichung bereits ausgeglichen ist)
Du kannst nicht weiter reduzieren, weil schon die Umkehrreaktion
TiO + H2O ---> TiO2 + H2
bevorzugt ist.
Wie gesagt, die Aufgaben sind relativ beknackt. Aber formal stimmt das oben von dir (und ich glaube, dass deine Lehrkraft das auch sehen wollte...).
Nochmals ein lieber Gruß von der Waterkant
Hi,
Butan wird mit O zu Butanol C4H10O oxidiert
oder mit O zu CO2 und H2O.
Ti(IV) wird mit H zu Ti und H2O reduziert.
alle Gleichungen musst du jetzt nur noch als Formel schreiben und ausgleichen (denk dabei daran, wie H und O vorkommen!!)
welches der beiden Butanprodukte gesucht ist, musst du aus dem Kontext selbst sehen.
wenn du mit den Formeln nicht weiterkommst, schau mal bei Wiki nach (z.B. Butan oder Butanol)
m.f.G.
anwesende
richtig. Einfach nur die Lösung tippen, wäre für mich tatsächlich viel schneller gegangen.
Allerdings kann ich im Gegensatz zu dem Fragesteller Chemie und wollte nur helfen, es zu lernen, aber definitiv nicht die Hausaufgabe für andere machen. Dafür ist diese Portal auch gar nicht da. Deinen rotzfrechen Kommentar kannst du dir also dezent behalten.
Wieso rotzfrech? Ich habe dich gelobt. Andere hauen einfach die Lösung rein, dann ist keinem geholfen
Oxidieren heißt im Grunde verbrennen, heißt Reaktion mit O2
Butan ist ein Kohlenwasserstoff, damit solltest du die Reaktion aufstellen können.
Bei der 2. Aufgabe sagt dir die Angabe, dass die Oxidationszahl von Titan reduziert wird, was heißt, dass als Produkt Titan mit der Oxidationszahl 0 entstehen sollte.
Damit solltest du auch die Aufgabe lösen können.
Bei Fragen, bitte melden
Vielen Dank, das hat mir wirklich SEHR geholfen!!!
Ist das so richtig?
TiO2 + H2 - > Ti + H2O
TiO2 + 2 H2 - > Ti + 2 H2O