Wieso Cu +2?
Hallo, wenn reines Kupfer mit Salpetersäure in ner Redoxreaktion reagiert, ich die Redoxgleichung aufstellen soll und nur die Edukte gegeben habe, wie kommt man dann darauf, dass Cu+2 rauskommt?
5 Antworten
Kupfer steht im Periodensystem in einer Nebengruppe nach der 2. Hauptgruppe (Erdalkalimetalle). Es hat also wie die Elemente in der 2. Hauptgruppe zwei (negative) Valenzelektronen, die abgegeben werden können. Zurück bleibt das zweifach positive Cu2+ Ion.
Bei den Elementen in den Nebengruppen werden zuerst weiter unten liegende Schalen "nachgefüllt", bzw. weiter als 8 aufgefüllt, bevor die mit zwei Elektronen besetzte Valenzschale weiter gefüllt wird.
Doch keine Regel ohne Ausnahme. Andere Wertigkeiten sind möglich, was bereits in anderen Beiträgen erwähnt ist.
Du machst Redoxreaktionen, also kannst du dir denken dass irgendwas oxidiert und irgendwas reduziert wird.
Ferner sollte bekannt sein, dass Salpetersäure oxidierend wirkt, d.h. selbst reduziert wird.
Bei der Suche nach einem oxidierbaren Reaktionspartner bleiben dann nicht allzu viele Optionen... Und dass +2 die bevorzugte Oxidationsstufe von Kupfer ist, kann man sich schon mal gemerkt haben.
Darauf kann man ohne Vorkenntnisse nicht kommen. Kupfer kann in den Oxidationszuständen 0, +1, +2, +3 und +4 vorkommen. Wenn man sich eine Weile mit Chemie beschäftigt, weiß man einfach, dass der bevorzugte Zustand +2 ist. Als Schüler muss man das schlicht zur Kenntnis nehmen (lernen). Herleiten kannst Du das nicht, wenn nur die Edukte gegeben sind. Man könnte also ebenso formal richtige Redoxreaktionen basteln, bei denen das Kupfer eine andere OZ bekommt.
Was soll sonst herauskommen?
- Die Oxidationsstufe +I ist bei Kupfer in wäßriger Lösung grundsätzlich instabil; schwerlösliche Salze wie CuCl sind mäßig stabil, soferne man Luftsauerstoff fernhält, und es gibt stabile Komplexe. Aber mit Salpetersäure, die ja ein starkes Oxidationsmittel ist, sehe ich keine Chance, die würde ja jedes Cu(I)-Salz sofort oxidieren; daher kann nur Cu(II), also Cu²⁺, herauskommen.
- Kupfer(III)verbindungen sind auch bekannt, sie spielen sogar eine Rolle in der Biochemie, aber sie brauchen geeignete Liganden zur Stabilisierung. Salpetersäure bzw. Nitrat kommen dazu nicht in Frage, weil Nitrat nicht viele Komplexe bildet.
- Für Schüler ist das alles noch viel einfacher, weil in der Schule eh nur zweiwertiges Kupfer vorkommt, die müssen sich also gar nicht erst den Kopf zerbrechen.
Nein, die bevorzugten Oxidationsstufen sind in den Nebengruppen nur vage voraussagbar, und in der Münzmetallgruppe (Cu,Ag,Au) gänzlich irregulär. Aber Du hast doch sicherlich schon irgendwelche Kupferverbindungen (z.B. CuSO₄, CuO, CuCl₂) im Unterricht kennengelernt und solltest wissen, daß die Oxidationszahl dabei +II ist (jajaja, Cu₂O kommt auch im Unterricht vor, aber hoffentlich wurde dazugesagt, daß das ein bißchen exotisch ist).
Das fragen sich die Experten hier auch und bisher habe ich noch keine Erklärung gefunden. Das schwerere Silber ist am liebsten einwertig, das noch schwerere Gold dreiwertig.
Klarer Fall von Iss halt soo, würde ich sagen.
Wenn alles einfach erklärbar und voraussagbar wäre, wäre die anorganische Chemie ja ziemlich langweilig. Dass Quecksilber sich weigert, über Hg(II) hinauszugehen, irritiert die Fluorchemiker. Nach der Reihe Pt(VI)-Au(V)-Hg(??) sollte da ja auch mehr drin sein.
Soweit ich weiß gibt es inzwischen eine Hg(IV)-Verbindung.
HgF4 konnte wohl nicht reproduziert werden. In Gießen versuchten sie vergeblich, so etwas wie CsHgF4 zu machen, der Trick funktioniert ja bei Kupfer und Nickel.
Gibt es noch irgendeine andere Erklärung als das, bzw kann man sich das irgendwie herleiten, wenn man die Infos nicht hat?