Kann mir jemand erklären,was Oxidationszahlen sind?
Schreine übermorgen ein Test dazu und verstehe bisher nur wenig,unzwar:
-OZ werden durch Regeln(die ich hab) bestimmt und müssen neutral oder der Ladung des Atoms entsprechen
Meine Fragen also:
Wie mache ich Oxidationszahlen fest,wenn ich Fluor(-1), Sauerstoff(-2) oder Wasserstoff(+1) nicht in der Reaktionsgleichung habe?
Wofür sind Oxidationszahlen wichtig in der Chemie?
Wie finde ich die Ladung eines Atoms heraus?
Was für Tipps und Tricks habt ihr dazu noch?
Beispiel Reaktionsgleichung(aus dem Unterricht):
Cu+2H2 SO4 wird zu CuSO4+SO2+2H2O
Tut mir leid,wenn ich etwas verwirrt rüberkomme,bin ich leider auch und möchte gerne aufgeklärt werden!Alles wichtige bitte dazu schreiben!
VG
3 Antworten
Nehmen wir als Beispiel Sauerstoff, der nimmt im Normalfall 2 Elektronen (negative Teilchen) auf, was dann -2 entspricht. Nimmt er nur eines auf, ist die Oxidationszahl -1. Gegenüber Fluor muss Sauerstoff sogar Elektronen abgeben, was zu positiven Oxidationszahlen führt (+1, +2). Paradebeispiel ist Schwefel, er kann (z.B. von Metallen) 2 Elektronen aufnehmen (siehe Eisensulfid), muss aber gegenüber Sauerstoff bis zu 6 Elektronen abgeben (siehe Schwefeltrioxid).
Eine fixe Regel gibt es nicht, sodass man die einzelnen Fälle nachschlagen oder gleich lernen muss. Faustregel im PR: Elemente links geben Elektronen ab, Elemente rechts nehmen Elektronen auf. Die angehängte Tabelle zeigt ein paar Beispiele.
https://chemequations.com/de/?s=H2SO4+%2B+Cu+%3D+CuSO4+%2B+SO2+%2B+H2O
Keine Regel ohne Ausnahme. Wasserstoff hat zwar fast aber eben nicht ganz immer +1, Sauerstoff -2 und Fluor -1. Von ganz unedlen Metallen kann Wasserstoff sogar 1 Elektron aufnehmen und Sauerstoff muss (wenn auch nur gegenüber Fluor) Elektronen abgeben. https://www.google.com/search?q=wasserstoff+elektron+aufnehmen&rlz=1C1CHBF_deCH914CH914&oq=wasserstoff+elektron+aufnehmen&gs_lcrp=EgZjaHJvbWUyBggAEEUYOTIHCAEQIRigAdIBCjE5NzgzajFqMTWoAgiwAgHxBVJuxbu_L4oV&sourceid=chrome&ie=UTF-8
Ausnahme Sauerstoff siehe Punkt 5 im Anhang: https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/anorganische_und_analytische_chemie/ak_mueller/download/allgchemiesem/oxidationszahlen.pdf
In deinem Beispiel
Cu+2H2SO4 wird zu CuSO4+SO2+2H2O
wird Cu (0) zu Cu(2+) in CuSO4
S in H2SO4 hat die Oxidationszahl +6 und wird in SO2 zu +4.
Die Gruppennummer gibt (fast) immer die höchst mögliche Oxidationszahl an. Kupfer ist eine Ausnahme, denn Kupfer kann mit der Oxidationszahl
Jedes Atom hat ein Bestreben, mehr Elektronen an sich zu binden, als ihm eigentlich "zustehen". Das nennt man "Elektronegativität".
Wenn sich zwei Atome mit unterschiedlicher Elektronegativität nahe kommen, wandern die "Valenzelektronen" vom Atom mit kleinerer Elektronegativität ein wenig zum Atom mit größerer Elektronegativität. Je größer der Unterschied zwischen den Elektronegativitäten ist, desto stärker wird das Elektronenungleichgewicht. Bei sehr großem Unterschied, z. B. Natrium und Chlor oder Calcium und Sauerstoff, wandert das Elektron bzw. wandern die Elektronen vollständig vom einen zum anderen Atom - es bilden sich dann Ionen.
Bei Ionen definiert man einfach "Oxidationszahl = Ionenladung".
Wenn die Elektronen nicht vollständig hinüberwandern, wie z. B. beim Wasser, tut man trotzdem so, als würden sich Ionen bilden. Die Ladungen dieser "eingebildeten" Ionen nennt man ebenfalls "Oxidationszahl". Beim Wasser hätte man zwei einfach positive Wasserstoffionen und ein zweifach negatives Sauerstoffion, deshalb bekommt der Wasserstoff die Oxidationszahl +1 und der Sauerstoff -2.
Wenn sich zwei gleiche Atome verbinden, belässt man die Elektronen jeweils bei "ihrem" Atom. In O2 hat der Sauerstoff deshalb die Oxidationszahl 0. (Und in H2O2 H-O-O-H hat der Sauerstoff die Oxidationszahl -1.)
Um die Oxidationszahl zu bestimmen, brauchst du also die Elektronegativitäten der beteiligten Elemente. In den üblichen Periodensystemen stehen die Elektronegativitäten bei den Elementen, z. B. bei https://de.wikipedia.org/wiki/Periodensystem#/media/Datei:Periodensystem_Einfach.svg links unten.
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Verwendung
Oxidationszahlen sind in vielen Bereichen wichtig. Angefangen damit, dass bei jeder chemischen Reaktion die Summe der Oxidationszahlen gleich bleibt (sonst wäre die Ladungserhaltung verletzt) - wenn das nicht aufgeht, hat man einen Fehler gemacht.. Man kann mit Oxidationszahlen viele Reaktionen in zwei Teilreaktionen aufteilen, die man unabhängig voneinander untersuchen kann - gerade bei der Salzbildung und in "galvanischen Zellen" ("elektrische Batterien") gibt es sehr, sehr viele Kombinationen von Teilreaktionen, man spart sich also jede Menge Arbeit.
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Tipps:
Für die Schule brauchst du dir eigentlich nur zu merken, dass die Elektronegativität im Periodensystem von links unten nach rechts oben zunimmt; und dazu, wo ungefähr die wichigsten Elemente stehen.
Fluor immer Oxidationszahl -1 hat (außer als F2) und Sauerstoff fast immer -2 (Ausnahmen: wenn Fluor dazukommt (+1) oder wenn zwei Sauerstoffatome aneinander geraten (0)). Metalle immer 0 (Reinelement) oder positiv entsprechend ihrer Wertigkeit (Achtung: kann sich ändern!). Ansonsten müsstet ihr immer ein Periodensystem dabei haben dürfen, oder eine Spannungsreihe im Fall von Metallen. Wasserstoff hat üblicherweise +1, und wenn an Metalle gebunden, -1.
Dass zwei Sauerstoffatome aneinander gebunden sind (außer in O2) kommt in der Schule fast nicht vor, und wenn, dann als H2O2.
Oft schreibt man in chemischen Formeln die Oxidationszahlen der Atome über die Atome, in römischer Zahlendarstellung, z. B. +I, -II, +IV. Das ist einfacher, als alles noch mal darunter zu schreiben; man muss aber aufpassen, wenn mehrere Atome derselben Art vorkommen, wie H in H2O.
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Beispiel:
Cu + 2 H2SO4 wird zu CuSO4 + SO2 + 2 H2O
Edukte:
Cu ist ein Reinelement ==> Oxidationszahl 0
H2SO4: Hier sind die Wasserstoffatome an Sauerstoffatome gebunden (das ist typisch für "Sauerstoffsäuren"). Aber das würde hier auch keinen Unterschied ergeben.
H steht so weit links von O (und S), dass er hier eine Oxidationszahl von +1 hat.
O hat wie üblich -2,
Das Ganze ist ungeladen, also muss die Summe der Oxidationazahlen 0 sein. Damit muss S die Oxidationszahl +6 haben.
Produkte:
CuSO4: Cu hat + (wie viel?); S ist in der Mitte von 4 Sauerstoffatomen, nimmt also vermutlich (und tatsächlich) nicht an der Reaktion teil, behält also +6; Sauerstoff hat wie fast immer -2. Also muss Cu +2 haben. (Stimmt auch damit überein, dass im Salz das Cu-Atom 2 H-Atome ersetzt.)
Hier hat sich nur die Oxidationszahl des Kupfers geändert - von 0 auf +2.
SO2: Die beiden Sauerstoffatome sind nicht aneinander gebunden (wäre auch seltsam, wenn sie sich so schön mit einem Element mit größerer Eletronegativitätsdifferenz verbinden können). Also hat O -2. S hat demnach +4. Vorher hatte er +6, er hat also ebenfalls die Oxidationszahl geändert.
H2O: bekannt; hier hat sich auch nichts an den Oxidationszahlen geändert.
Frage: Findet diese Reaktion überhaupt so statt ?
Es wäre ja nach der Reaktionsgleichung so. daß Kupfer von Oxidationszahl 0 auf Oxidationszahl II oxidiert wird, während gleichzeitig Sulfat (SO4--) zu Sulfit (SO3--) reduziert wird (Und somit Schwefel von Stufe VI auf Stufe IV)
Wenn ich allerdings Kupfer in Schwefelsäure lege, passiert da nicht viel, es sei denn ich lasse den Luftsauerstoff dran.
Hab mal recherchiert - die vom Fragesteller genannte Reaktion scheint bei Hitze (200 °C) ablaufen zu können: https://de.wikipedia.org/wiki/Kupfer(I)-sulfat#Gewinnung_und_Darstellung
(z. T. auch mit Zwischenschritt: https://www.seilnacht.com/Chemie/ch_h2so4.htm )
Es gibt ja die 5 Regeln,nach denen man Funktionsgleichung mit OZ bestimmen soll wie z.B.Wasserstoff hat immer +1, Sauerstoff -2 und Fluor -1.
Wie genau mach ich den Rest der Oxidationszahlen in einer Reaktionsgleichung fest?
Muss man die anderen dann so ergänzen,dass eine neutrale Ladung bei Rum kommt oder schauen,wo welche Elektronen rübergegangen sind (so ungefähr).
Könntest du mir das nochmal genauer Erklären?Tut mir leid,wenn ich verwirrt rüberkomme,aber lieber nochmal Fragen als nicht genau wissen.
Schreibe morgen darüber einen Test zur Info.
Vielen Dank schonmals!