Elektronenübertragung?
Hallo,
ich verstehe die Elektronenübergang nicht wirklich, gibt es da feste Regeln. Mein Problem ist zum Beispiel bei:
NH3 + O2 -> N2 + 2 H2O
Von 02 zu 2H2O werden 2 elektronen übertragen obwohl sich oxidationszahl von 0 zu -2 wird
MnO4 + H2O2 -> Mn02 + O2
Von H2O2 werden auch 2 elektronen übertragen obwohl die Oxidationszahl sich von -1 zu 0 ändert.
Welche Regel befolgt man denn bei sowas? Vielleicht hab ich nur einen unnötigen Denkfehler…
Vielen Dank im Voraus
2 Antworten
Die Oxidationszahl bezieht sich immer auf die Atomsorte innerhalb des Moleküls. Wenn in einem Molekül mehrere Atome einer Sorte vorhanden sind, ist die Oxidationszahl dieselbe, aber bei den Elektronenübergängen muss natürlich die Anzahl der Atome berücksichtigt werden.
Es macht auch wenig Sinn, eine Elektronenübertragung von einem Molekül aufs andere zu bezeichnen. Weil sich die Oxidationszahl eben nur aufs Atom bezieht und nicht aufs Molekül.
NH3 + O2 -> N2 + 2 H2O
Der Reihe nach durch:
- N hat zuerst die Oxidationszahl -III und dann 0. Also gibt jedes N-Atom drei Elektronen ab.
- O hat zuerst die Oxidationszahl 0 und dann -II. Also nimmt jedes O-Atom zwei Elektronen auf. Bei zwei O-Atomen (O2) sind es also 4 Elektronen.
Diese Reaktionsgleichung möchte also noch ausgeglichen werden, denn es funktioniert natürlich nicht, dass drei Elektronen abgegeben werden, aber vier aufgenommen werden. Das vierte muss auch irgendwoher kommen.
Ich mache das mal für dich:
4 NH3 + 3 O2 --> 2 N2 + 6 H2O
- 4 N-Atome geben jeweils 3 Elektronen ab. Also werden insgesamt 12 Elektronen abgegeben.
- 6 O-Atome nehmen jeweils 2 Elektronen auf. Also werden insgesamt 12 Elektronen aufgenommen.
MnO4 + H2O2 -> Mn02 + O2
Von H2O2 werden auch 2 elektronen übertragen obwohl die Oxidationszahl sich von -1 zu 0 ändert.
Diese Aufgabe ist knifflig. Denn du hast mehrere Vorgänge:
- Das Mn wird von +VII auf +IV reduziert, nimmt also pro Atom 3 Elektronen auf.
- Von den 4 O-Atomen im MnO4(-) bleiben zwei gleich. Und zwei werden auf 0 oxidiert, nehmen also jeweils zwei Elektronen auf.
- Die O-Atome mit der Oxidationsstufe -I im H2O2 werden auf -II reduziert.
Du siehst also, es macht keinen Sinn, sich die Moleküle als Ganze anzusehen. Sondern du musst die einzelnen Atome betrachten!
Die Gesamtgleichung ist hier: 2 MnO4(-) + H2O2 --> 2 MnO2 + 2 O2 + 2 OH(-).
- 2*2=4 O-Atome von MnO4 geben jeweils zwei Elektronen ab, d.h. es werden 8 Elektronen abgegeben. Das sind übrigens die, die dann als O2 aufsteigen.
- 2 Mn-Atome nehmen jeweils 3 Elektronen auf, d.h. es werden 6 Elektronen aufgenommen.
- Die beiden O-Atome vom H2O2 nehmen jeweils noch ein Elektron auf, also werden hier auch nochmal zwei Elektronen aufgenommen. H2O2 zerfällt zu zwei OH(-).
- Es werden also insgesamt 8 Elektronen abgegeben und 8 Elektronen wieder aufgenommen.
wieso werden die O von H2O2 auf -ll reduziert? Werden die nicht auf 0 oxidiert weil sie ja in das 02 gehen und die Oxdiationszahl ja 0 ist
Schauen wir uns mal die Reaktionen an.
4 NH3 + 3 O2 -> 2 N2 + 6 H2O
Die Oxidationszahl von O2 ist als Element per Definition 0. Bei H2O2 haben die beiden Wasserstoffatome die Oxidationszahl +I, also insgesamt +II. Damit müssen die beiden Sauerstoffatome zusammen die Oxidationszahl -II haben, jedes einzelne Atom hat damit -I.
Es geht also in der Reaktion pro Sauerstoffatom ein Elektron über. Da zwei Sauerstoff-Atome beteiligt sind, also insgesamt zwei Elektronen
MnO4 + H2O2 -> Mn02 + O2
Hier die gleiche Reaktion nur rückwärts. Die Sauerstoffe in H2O2 haben wieder je die OZ -I, im elementaren Sauerstoff jeweils 0. Also gehen wieder jeweils ein, insgesamt zwei Elektronen über.
Stimmt, da habe ich mich verlesen. Bei Wasser hat der Sauerstoff natürlich die OZ -II. In dieser Gleichung musst du noch stöchiometrisch richtig stellen, dann geht es auch mit den Elektronen auf.
und was muss ich richtigstellen bzw. ändern? mir wurde gesagt zum bestimmen der Elektronenübertragung reicht es wenn ich mach den Redoxpaaren erstmal ausgleiche und Sauerstoff ist ja ausgeglichen
4 NH3 + 3 O2 -> 2 N2 + 6 H2O
so wäre die Gleichung richtig. Wie du sagst, hätte es auch gereicht, nur die Moleküle mit Sauerstoff zu betrachten. Du hast auf der linken und rechten Seite in deiner Gleichung jeweils zwei Sauerstoff-Atome. Bei beiden Sauerstoffatomen ändert sich die Oxidationszahl von 0 zu -II, also gehen zweimal zwei Elektronen über.
und Sauerstoff ist ja ausgeglichen
Es muss nicht nur nach der Anzahl der Atome, sondern auch nach Anzahl der übertragenen Elektronen ausgeglichen sein. Bei der Reaktion können ja keine Elektronen aus dem Nichts erscheinen oder einfach verschwinden.
Erstmal vielen Dank für die Antwort, nur bei dem ersten verstehe ich ehrlich gesagt nicht warum wir 2 Sauerstoffe haben die jeweils -l haben. Das H2 zusammen +ll hat und wir auf 0 kommen müssen muss ein Saurestoff doch einzeln -ll haben oder?