können die gleichen Stoffe unterschiedliche Oxidationszahlen haben, wenn sie mehrmals vorkommen?

5 Antworten

Ja, das kommt bei größeren Molekülen gar nicht so selten vor. H₂SO₄ ist kein passendes Beispiel, aber ich biete Dir zwei andere Schwefelsäuren an.

H₂SO₅, die „Caro’sche Säure“, ist eine Peroxo-Verbindung, enthält also eine Peroxo-Gruppe O₂ mit Oxidationszahl −I für die beiden O-Atome. Die anderen drei O-Atome haben dagegen die normale Oxidationszahl −II. Man könnte die Formel also auch als H₂S(O⁻ᴵᴵ)₃(O⁻ᴵ)₂ anschreiben.

In der Thioschwefelsäure H₂S₂O₃ sind die beiden S-Atome unterschiedlich (das Ding sieht in der Strukturformel wie H₂SO₄ aus, nur daß eines der vier O-Atome durch S ersetzt ist). Man kann die Formel als H₂S⁺ⱽS⁻ᴵO₃ angeben.

Die „richtigen“ Oxidatioszahlen sieht man nur, wenn man die Strukturformel kennt. Ohne dieses Wissen würde man bei der H₂SO₅ allen Sauerstoffen −II und dem Schwefel +VIII zuordnen, und bei der H₂S₂O₃ würde man bei Schwefel +II vermuten. Das wäre gewissermaßen falsch.

Aber, jetzt kommt die Entwarnung: Auch mit den „falschen“ Oxidatioszahlen kann man Redoxgleichungen richtig ausbalancieren. Oxidationszahlen sind nämlich nicht wirklich observabel, sondern künstliche Buchhaltungsgrößen. Und wie bei jeder Buchhaltung hat man auch da Freiheiten, wie man die Dinge genau zählt, und wenn man konsequent bleibt, kann man die Freiheiten nutzen wie man will und bekommt im Endergebnis dasselbe heraus.

Solange man die Oxidationszahlen so wählt, daß ihre Summe der Ladung des Teilchens entspricht, sind sie „gut genug“, um Redoxgleichungen aufzustellen. Allerdings sollte man sich nach Möglichkeit an die üblichen Regeln halten, weil man dann für chemisch verwandte Moleküle auch die gleichen Oxidationszahlen bekommt (z.B. H₂SO₄, SO₃ und SO₂Cl₂ haben alle Schwefel +VI) und die Oxidationszahlen zum Einteilen nach chemisch sinnvollen Kriterien benutzen kann. Das ist aber ein bißchen wackelig, und es gibt Fälle, in denen es schwierig ist, Oxidationszahlen so festzulegen, daß sie der chemischen Intuition über „verwandte“ Moleküle entspricht.

In der Organischen Chemie verwendet man Oxidatioszahlen nur ungerne, weil sie über die Natur von Molekülen und Reaktionen nicht viel aussagen. Die einzelnen C-Atome eines organischen Moleküls haben meist sehr unterschiedliche Oxidationszahlen (Herr Newton hat Dir mit der Essigsäure C⁻ᴵᴵᴵH₃C⁺ᴵᴵᴵOOH ein schönes Beispiel genannt), und wenn man ausnahmesweise mal eine komplizertere Redoxgleichung aufstellen muß, dann nimmt man meist die durchschnittlichen Oxidationszahlen, weil die leichter zu berechnen sind. Im Fall der Essigsäure wäre das dann Null, es können aber auch Brüche rauskommen.

Prinziell ja, und das ist sogar häufig der Fall.

Aber zunächst mal zu deinem Beispiel, das ist kein solcher Fall:
2 * H je +1 ergibt +2
1 * S je +6 ergibt +6
4 * O je -2 ergibt -8
Die Summe von +2, +6 und -8 ergibt 0, wie es sein muss.

Wenn ein Element innerhalb eines Stoffs in verschiedenen OZ vorkommt, sind das meist Stoffe mit mittlerer Elektronegativität, nicht grad H oder O.
Gerne C, S und Übergangsmetalle.

In der Essigsäure hat z.B. das eine C-Atom die OZ -3, das andere +3.
Im Eisenoxid Fe₃O₄ hat ein Teil der Fe die OZ +2, ein anderer +3.

Wie es richtig ist hast du schon erfahren. Wo dein Fehler liegt kann man nur raten, vielleicht hast du für Schwefel die OZ +4 statt, wie hier richtig, +6 angesetzt.

Formale Oxidationszahlen bestimmen

Hallo,

ich soll formale Oxidationszahlen bestimmten. Bei den meisten habe ich es geschafft außer bei: PCl3, O2NF, Fe2O3, Fe3O4.

Elemente haben ja immer die OZ 0 ist dann bei O2NF die OZ 0? Und H kann ja immer +1 oder -1 annehmen oder?

Ich dachte ich kann die OZ von der jeweiligen Gruppe abhängig machen, aber das klappt in den Beispielen hier irgendwie nicht mehr so gut.

Kann mir jemand helfen?

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Oxidationszahlen in einer Redoxreaktion bestimmen

Ich habe mir die Regeln zur Bestimmung der Oxidationszahlen angesehen und versucht anzuwenden:

  1. Metalle + (Alkalimetalle +1 / Erdalkalimetalle +2)
  2. Fl -2
  3. H +1
  4. O -2
  5. Cl, Br, I -1

Und nun habe ich versucht, die folgende Redoxreaktion zu verstehen:

Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2

+2__+2+6-8 -> +2+6-8__+2

Ich habe erst einmal Mg die Oxidationszahl der Erdalkalimetalle zugeordnet und dann Wasserstoff 2+1 zugeordent. Dann noch Sauerstoff 4-2 und S als Ausgleich +6.

Auf der anderen Seite bin ich analog vorgegangen.

Allerdings bleiben so die Oxidationszahlen identisch?! Wenn ich nur die Regel Oxidation=Sauerstoffaufnahme beachte, könnte ich Mg als Reduktionsmittel bezeichnen und H als Oxidationsmittel.

Vielen Dank für Hinweise.

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Naturwissenschaftlicher Rat gesucht - Wärmekapazität und Co.

Hallo liebe Community,

zunächst einmal: tut mir leid, dass ich hier ein naturwissenschaftliches Thema anbringe, aber ich brauche hierbei echten "Rat".

In der Physik spricht man häufig von der Wärmekapazität, die (vereinfacht gesagt) angibt, wie unterschiedlich schnell sich Stoffe erhitzen lassen. Vergleichsgröße ist dabei 1kg der zu untersuchenden Stoffe.

Ich möchte das Thema jedoch gerne auf chemischer Ebene untersuchen und eine Erklärung für die unterschiedliche Wärmekapazität im Bau der Stoffe finden. Meine Recherchen dazu sind bisher leider erfolglos geblieben, weshalb ich dringenden Rat benötige. Mein erstes Problem: Für eine chemische Untersuchung wäre es geschickter, sich anzuschauen, ob sich Stoffe gleicher STOFFMENGE unterschiedlich schnell erhitzen lassen. Was meint ihr und wieso? Wenn sich auch in diesem Fall Stoffe unterschiedlich schnell erwärmen lassen: Könnte man die Erklärung in der unterschiedlichen Masse und Größe von Atomen suchen?

In der Physik ist mir aufgefallen, dass sich besonders schwere Elemente schnell erwärmen lassen. Liegt dies daran, dass aufgrund der Vergleichsgröße 1kg hier weniger Teilchen erwärmt werden müssen? Aber warum dauert dann das Erhitzen bei vielen Verbindungen so lange?

Danke schon vorab für eure Antworten! LG Lu

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