Mit welchen Metallen kann Eisenoxid reduziert werden?
a) Magnesium
b) Zink
c) Eisen
d) Kupfer
e) Silber
4 Antworten
Schau Dir die Spannungsreihe der Metalle an. Magnesium (−2.7 V) ist viel unedler als Eisen (Fe²⁺: −0.44 V, Fe³⁺: −0.04 V), Zink immer noch deutlich unedler (−0.76 V). Die anderen haben positive Potentiale, sind also viel zu edel. Demnach sollte es mit Mg und Zn gehen.
Allerdings gelten diese Zahlen in Lösung, die redest aber vermutlich vom festem Eisenoxid. Beim Mg ist der Unterschied in der Edelkeit so extrem, daß man sich nicht sorgen muß, aber beim Zn könnte man leichte Zweifel bekommen. Für eine genaue Rechnung muß man anders vorgehen, und es wird noch komplizierter dadurch, daß es verschiedene Eisenoxide gibt; ich rechne mal mit Fe₂O₃. Am besten sieht man sich da die freien Bildungsenthalpien ΔG an:
ΔG(Fe₂O₃)=−742.2 kJ/mol, ΔG(ZnO)=−320.5 kJ/mol
Fe₂O₃ + 3 Zn ⟹ 3 ZnO + 2 Fe
Der Umsatz an ΔG beträgt 3ΔG(ZnO) − ΔG(Fe₂O₃) = −219.3 kJ/mol, ist also negativ, und daher läuft die Reaktion bestimmt ab.
Fazit: Magnesium und Zink funktionieren sicher und reduzieren Eisenoxid zum elementaren Eisen, die anderen beiden tun es sicher nicht.
Eisen als Reduktionsmittel für Eisenoxid zu nehmen, ist natürlich sinnlos, wenn man elementares Eisen herstellen will. Je nach Eisenoxid könnte man allerdings versuchen, dreiwertiges Eisen mit metallischem Eisen zu zweiwertigem Eisen zu reduzieren. Ob das geht, weiß ich nicht; man kann es aber mit den ΔG-Werten der betreffenden Eisenoxide wie oben vorgeführt berechnen. Aber vermutlich willst Du das eh nicht wissen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrochemische_Spannungsreihe
Such dir hier diejenigen Metalle aus, die unedler als Eisen sind.
Allerdings steht Eisen mehrfach in der Tabelle; bei Eisenoxid würde ich von FeO ausgehen - hier hat das Eisenion zwei positive Überschussladungen.
Kürzere Liste: https://www.lernort-mint.de/chemie/anorganische-chemie/metalle/edle-und-unedle-metalle/
Je weiter unten, desto unedler. Ein unedleres Metall kann dem edleren den Sauerstoff "klauen".
Hier fehlt allerdings das Magnesium. Das steht in der zweiten Hauptgruppe. Alle Elemente der ersten beiden Hauptgruppen sind extrem unedle Metalle, abgesehen vom Wasserstoff.
Müssten Zink und Magnesium sein. Ergibt dann Zinkoxid und Eisen oder Magnesiumoxid und Eisen.
Magnesium verbrennt und entzieht dabei dem Eisenoxid den Sauerstoff
Andere Metalle weiß ich nicht im Hochofen verwendet man Kohlenmonoxid - das ist aber kein Metall.
Google mal nach Thermit
wie kann ich das ablesen bin erst in der 9. Klasse