Reaktionsgleichung von Eisen und Salzsäure?
Guten Tag,
das ist die Reaktionsgleichung:
Fe + H3O+ + Cl- = Fe3+ + Cl- + H2O + H2
Meine Reaktionsgleichung ist aber falsch, da 3H3O 9 und 4H2O + H2 10 ergeben.
Fe + 3H3O+ + 3Cl- = Fe3+ + 3Cl- + 4H2O + H2
Ich vermute, dass man Cl- immer weiter erhöhen muss. Könnte mir vielleicht jemand weiterhelfen?
1 Antwort
Im Grunde kannst du das Cl(-) komplett aus der Reaktionsgleichung streichen, denn es nimmt nicht daran teil. Wenn du HCl in Wasser einleitest, hast du sofort Cl(-) und H3O(+)... und ersteres ist glücklich und interessiert sich nicht für etwas Eisen.
Es reagieren also Fe und H3O(+).
Und dir ist klar, dass das Fe komplett durchoxidiert wird, auf Fe(3+). Das heißt, dass jedes Fe-Atom ganze 3 Elektronen abgibt. Die müssen irgendwo hin.
Was kann Elektronen aufnehmen? Cl(-) sicher nicht. Bleibt das H3O(+). Wenn eins davon ein Elektron aufnimmt, hast du ein H2O und ein H. Das eine H kann nicht allein sein, also nehmen 2 H3O(+) zusammen 2 Elektronen auf und bilden 2 H2O und 1 H2.
Wenn du auf der einen Seite was hast, das je 3 Elektronen abgibt und auf der anderen Seite je 2 Elektronen aufnimmt, suchst du das kleinste gemeinsame Vielfache: 6 Elektronen. Also:
2 Fe + 6 H3O(+) --> 2 Fe(3+) + 6 H2O + 3 H2
Probe:
- Rechts und links je 3 positive Ladungen
- Rechts und links je 2 Fe
- Rechts und links je 6 O
- Rechts und links je 18 H
Passt also.
Wenn jetzt dein Lehrer sagt, dass in der Aufgabe ja HCl gegeben waren und die deshalb auch in der Reaktionsgleichung auftauchen müssen, dann überlegst du dir, woher die 6 H3O(+) kommen. Dann schreibst halt meinetwegen auf beiden Seiten noch 6 Cl(-) dazu, bzw. dann wohl eher auf der linken Seite 6 H2O + 6 HCl.
Warum trennt sich dann das eine H-Atom dann vom Sauerstoff, wenn es doch dort auch eine volle Außenschale hat.
Naja, das mit dem H3O(+) ist mehr ein gedankliches Hilfskonstrukt als ein tatsächlich so vorhandenes Molekül. Man kann es genauso gut auch als H2O + H(+) schreiben, was aber auch wieder nur ein Teil der Wahrheit ist... am ehesten kannst du es dir so vorstellen, dass die H(+) in der Lösung ständig zwischen "ich schwimme so herum" und "ich drücke mich mit irgendeinem H2O auf" pendeln. H2O ist im Grunde ein sehr "glückliches" Molekül, das eigentlich gar keine Lust auf ein H(+) hat... aber es kann sich halt nicht wehren, wenn eins kommt.
Es ist also nicht so, als müsse das H(+) irgendwie "losgerissen" werden.
Wenn du eine Erklärung mit Außenschalen möchtest: Das O hat 6 Valenzelektronen. vier davon stecken paarweise in zwei doppelt besetzten Orbitalen und machen normalerweise nichts, zwei sind einzeln in zwei Orbitalen, die Bindungen bilden können, damit das O auch zwei Elektronen von Bindungspartnern (hier: H) für sich beanspruchen kann und somit die Oktettregel erfüllt ist.
Wenn jetzt ein H(+) dazu kommt, wo kann es hin? Zu einem der beiden vollen Orbitalen, mit denen das O eigentlich überhaupt nichts machen kann. Stelle es dir so vor, dass das O an dieser Stelle dann eine dritte Bindung macht und die Elektronen für diese Bindung einseitig vom O kommen. Das heißt, das O muss sich teilweise von diesen Elektronen trennen (deshalb ist die positive Ladung dann auch beim O und nicht beim H), worauf es so gar keinen Bock hat.
Kann das eine H nicht alleine stehen, da es als Molekül immer zweiatomig vorkommt?
Richtig. Einzelne Atome gibt es nur bei Edelgasen. Oder eben, wenn sie geladen sind, als Ionen. Das kannst du dir aus der Oktettregel bzw. der Geschichte mit der Edelgaskonfiguration herleiten.
Und wo sind auf der linken Seite die 3 positiven Ladungen?
Sorry, da habe ich mich verschrieben. Es müssten natürlich 6 sein! 6 H3O(+) bzw. auf der rechten Seite 2 Fe(3+).
Also ist die Ladung rechts 3+ oder 6+(2Fe(3+))? Ist sie dann links auch 6+(6H3O(+)? Das sind ja 6 mal + oder?
Der Kern der Aussage war ja, dass die Summe der Ladungen auf beiden Seiten gleich ist ;)
Es sind 6+.
Danke. Jetzt habe ich es so halbwegs verstanden. Die fertige Reaktionsgleichung lautet dann 2 Fe + 6 H3O(+) + 6Cl(-) --> 2 Fe(3+) + 6Cl(-) + 6 H2O + 3 H2 oder?
Die fertige Reaktionsgleichung lautet dann 2 Fe + 6 H3O(+) + 6Cl(-) --> 2 Fe(3+) + 6Cl(-) + 6 H2O + 3 H2 oder?
Richtig. Wenn dein Lehrer drauf besteht, dass das Cl(-) drin ist. Ich bin der Ansicht, dass es nicht mitreagiert und deshalb dort nichts zu suchen hat.
Kennst du vielleicht eine gute Website auf der noch einmal das aufstellen von Reaktionsgleichungen erklärt wird?
Leider nein, weil ich's damals in kürzester Zeit verstanden habe und nie irgendwas nachgucken musste.
Kennst du vielleicht eine gute Website auf der noch einmal das aufstellen von Reaktionsgleichungen erklärt wird?
Danke für deine verständliche Antwort. 🙏Ich habe aber immer noch nicht richtig den Teil verstanden, indem H3O(+) die Elektronen aufnimmt? Mir ist schon klar, dass Sauerstoff mit den H-Atomen eine Elektronenpaarbindung eingeht. Warum trennt sich dann das eine H-Atom dann vom Sauerstoff, wenn es doch dort auch eine volle Außenschale hat. Kann das eine H nicht alleine stehen, da es als Molekül immer zweiatomig vorkommt? Und wo sind auf der linken Seite die 3 positiven Ladungen?
Es wäre nett, wenn du den Teil nochmal erklären würdest. Vielen Dank.
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Den Teil: Bleibt das H3O(+). Wenn eins davon ein Elektron aufnimmt, hast du ein H2O und ein H. Das eine H kann nicht allein sein, also nehmen 2 H3O(+) zusammen 2 Elektronen auf und bilden 2 H2O und 1 H2.