Reaktionsgleichung - Elektronenabgabe/-aufnahme/-übertragungsreaktion

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Moin,

es gibt da eine so genannte "Spannungsreihe der Metalle". Dort sind vor allem Metalle danach sortiert, welche leichter Elektronen abgeben (und dadurch zu Kationen werden) und welche das weniger leicht tun. Man bezeichnet die Metalle, die nur ungern Elektronen abgeben, als "edel" und die, welche das lieber machen, als "unedel".

Nun gibt es zwei Möglichkeiten, wenn du elementare Metalle in Salzlösungen von anderen Metallen tauchst: Ist das eingetauchte Metall edler (gibt es also weniger gern Elektronen ab), so passiert gar nichts. Ist das eingetauchte Metall aber unedler (gibt es also leichter Elektronen ab), so übertragen seine Atome gewisse Elektronen auf die Ionen des edleren Metalls in der Salzlösung. Dabei werden die Atome des unedleren Metalls selbst zu Ionen, wohingegen aus den Ionen des edleren Metalls Atome werden. Vermenschlicht ausgedrückt kannst du dir das so vorstellen, dass unedlere Metalle die edleren aus deren Salzlösungen befreien und dafür selbst in Lösung gehen.

Die Spannungsreihe sieht etwa so aus (von links nach rechts immer edler werdend):

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Ti, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, Ag, Hg, Pt, Au

Ich schrieb "erwa", weil es von manchen Metallatomen mehrere Ionen gibt und es darauf ankommt, welche Elektronenübergänge du konkret meinst...

Nun, Kupfer ist zwar schon ein ziemlich edles Metall, aber Silber ist eben noch ein bisschen edler (es steht weiter rechts). Deshalb geben Kupferatome an Silberionen Elektronen ab. Dadurch werden die Kupferatome selbst zu Ionen (das Metall löst sich - wenigstens teilweise - auf), während die Silberionen zu Silberatomen werden und sich als Silberüberzug absetzen.

Nun bezeichnet man die Abgabe von Elektronen als "Oxidation", während die Aufnahme von Elektronen "Reduktion" genannt wird. Dementsprechend hast du folgende Teilprozesse, wenn du ein Kupferblech (elementares Kupfer) in eine Silbersalzlösung hältst:

Oxidation (Elektronenabgabe): Cu ---> Cu^2+ + 2 e^–

Reduktion (Elektronenaufnahme): Ag^+ + e^– ---> Ag

Nun musst du auf die so genannte "Elektronenneutralität" achten, das heißt, dass bei jedem Redoxprozess (Elektronenübergangsprozess) immer die gleiche Anzahl von Elektronen abgegeben werden muss, wie aufgenommen wird und umgekehrt. Betrachtest du aber die oben dargestellten Teilgleichungen, so kannst du leicht feststellen, dass bei der Oxidation 2 Elektronen abgegeben werden, bei der Reduktion aber nur 1 Elektron benötigt wird. Darum musst du in diesem Fall die Reduktionsgleichung mit dem Faktor "2" multiplizieren, damit auch 2 Elektronen aufgenommen werden. Dadurch erhältst du:

Oxidation: Cu ---> Cu^2+ + 2 e^–

Reduktion: 2 Ag^+ + 2 e^– ---> 2 Ag

Jetzt, wo gleich viele Elektronen abgegeben wie aufgenommen werden, kannst du die beiden Teilgleichungen zu einer Redoxgleichung (Elektronenübertragungsreaktion) zusammen führen. Dabei fasst du einfach alles zusammen, was in beiden Teilgleichungen links vom Reaktionspfeil steht und alles, was rechts von dem Pfeil steht. Da die 2 e^– auf beiden Seiten des Reaktionspfeils vorkommen, lässt du sie bei der Zusammenfassung weg. Dann erhältst du:

Redoxgleichung: Cu + 2 Ag^+ ---> Cu^2+ + 2 Ag

Damit bist du im Grunde fertig. Nun besteht eine Silbersalzlösung aber nicht allein aus Silberionen. Es gibt auch noch die Säurerest-Anionen. Da es in deiner Aufgabe keine Angaben dazu gibt, kann man hier nur spekulieren, aber weil zum Beispiel Silberchlorid in Wasser nicht löslich ist, spricht viel für Nitrat (NO3^-) als Gegenion. Dann kannst du als Bruttogleichung (Gesamtreaktionsgleichung) noch hinschreiben:

Cu (s) + 2 AgNO3 (aq) ---> 2 Ag (s) + Cu(NO3)2 (aq)

wobei (s) für solid = fest und (aq) für aqueous = in Wasser gelöst stehen. Im Prinzip ist es bei dieser Art Aufgabe immer dasselbe: Erst schaust du, welches Metall laut Spannungsreihe edler ist (weiter rechts steht). Und nur wenn ein unedleres Metall in eine Salzlösung eines edleren Metalls eingetaucht wird, kommt es zu einer Elektronenübertragungsreaktion. Dabei gibt das unedlere Metall Elektronen ab (Teilprozess Oxidation), die Ionen des edleren Metalls nehmen Elektronen auf (Teilprozess Reduktion). Dann musst du die Elektronenneutralität beachten (gleich viele Elektronen bei Abgabe und Aufnahme) und multiplizierst gegebenenfalls die Teilprozesse mit entsprechenden Faktoren. Am Ende fasst du die vollständigen Teilprozesse in einer Redoxgleichung (Elektronenübertragungsreaktion) zusammen.

So, ich hoffe, das hast du verstehen können. LG von der Waterkant.

Hätte ich diese fundierte Antwort früher gelesen, hätte ich mir meine sparen können :-(

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Danke, ich denke, es verstanden zu haben! :))

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Hei :) also ich weis die Anwort ist ja schon etwas her, aber kannst du mir vielleicht erklären wie du bei Cu ---> Cu^2+ + 2 e^– auf die 2en kommst!?? :DD

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@Catsii

Diese Information kannst du ganz einfach der Redoxreihe entnehmen.

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Vorab die sehr einfache Lösung: in () = klein und ohne Klammern hochgestellt:

Cu + 2 Ag(+) ---> Cu(2+) + 2 Ag

Die Ursache liegt in der unterschiedlichen Gitterenergie von Kupfer und Silber. In wässriger Lösung gibt das Kupfer so lange Cu(2+) - Ionen ab, bis es sich so weit negativ auflädt, dass es keine (positiven) Kupferionen mehr herauslässt.

Dieses so negativ aufgeladene Kupferblech zieht die Silberionen an, die diese Elektronen begierig aufnehmen. Damit wird die negaive Ladung des Kupferblechs vermindert; es können wieder Kupferionen austreten, es wird wieder negativer, weitere Silberionen werden abgeschieden.

Hätten wir nun Kupferpulver, würde sich dieses völlig auflösen, beim Kupferblech kommt der Prozess aber schnell zum Stillstand, weil das abgeschiedene Silber ja das Kupferblech belegt und keine weiteren Kupfer-Ionen mehr herauslässt. Im Silber sind die Elektronen fester gebunden, es lässt als weit weniger Silber-Ionen heraus. Sie können den Proßess nicht umkehren, an einem Silberblech wird sich kein Kupfer anbscheiden.

Würden Sie diesen Versuch mit einem Zinkblech machen, scheiden sich an ihm sowohl Kupfer, als auch Silber ab. Sie können auf diese Weise eine Rangfolge aufstellen. Diese Rangfolge nennt man Elektrochemische Spannungsreihe. Wenn Sie Näheres dazu wissen wollen, verweise ich auf die hier schon oft zitierten Onkel Google und Tante Wikipedia.

Ok, Daaanke ! :)

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Cu ➔ Cu²⁺ + 2 e Oxidation / Ag⁺ + e ➔Ag Reduktion / Cu + 2 Ag⁺ ➔ 2 Ag + Cu²⁺ Gesamtreaktion //(Cu + 2 AgNO₃ ➔Cu(NO₃)₂ + 2 Ag komplett mit Anion)

okay, dankeschön :)

und wie macht man das ?

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