Redoxreaktionen von Kaliumpermanganat im neutralen Bereich, ich komme nicht weiter, bitte helft?
Hallo,
wir sollen als Abivorbereitung die Redoxreaktionen von Ethanol mit Kaliumpermanganat zu Ethansäure im sauren, basischen und neutralen Bereich aufstellen. Sauer und basisch habe ich glaube ich, könnt ihr das kontrollieren?
Für den neutralen Bereich habe ich mal so gar keine Idee...
sauer:
CH3-CH-OH + MnO4(hoch -) + 12 H3O+ --> CH3-COOH + 4Mn(hoch 2+) + 23 H2O
basisch:
CH3-CH-OH + 2 MnO4(hoch -) + 2 OH- --> CH3-COOH + 2MnO4(hoch 2-) + 2 H2O
(beim Abtippen ist mir jetzt aufgefallen, dass mir ein O-Atom fehlt, hat da jemand ne Idee?)
neutral:
MnO4(hoch-) --> MnO2. Ich muss hier irgendwie eine negative Ladung wegbekommen. Ich würde behaupten das 1 H2O entsteht, aber wie zum Deubel mache ich den Ladungsausgleich?
Kann mir bitte jemand helfen? Ich drehe echt am Rad und unsere Chemielehrerin ist noch wenigstens 2 Wochen krank geschrieben.
Ich habe meinen Fehler im basischen gefunden:
CH3-CH-OH + 4 MnO4(hoch -) + 4 OH- --> CH3-COOH + 2MnO4(hoch 2-) + 3 H2O
Ich habe eine Idee für den neutralen Bereich, müsste aber wissen, ob das völliger Quatsch ist:
3 CH3-CH2-OH + 9 OH- + 4 MnO4(hoch -) + 12 H3O+ --> 3 CH3COOH + MnO2 + 14 H2O
darf ich das so?
2 Antworten
Deine Gleichungen sind extreme Gurken. Im ersten Beispiel stimmt z.B. weder die Ladungsbilanz, noch die Bilanz der O- und H-Atome. Selbst die Formel für Ethanol ist falsch, die lautet nämlich CH₃–CH₂–OH. So wäre es richtig:
4 MnO₄¯ + 5 CH₃CH₂OH + 12 H₃O⁺ ⟶ 4 Mn²⁺ + 5 CH₃COOH + 23 H₂O
Wie kommt man darauf? Nun, aus den Oxidationszahlen (weißt Du, was das ist und wie man sie bestimmt?) folgt, daß jedes Mn⁺ⱽᴵᴵO₄¯ beim Übergang zu Mn²⁺ fünf Elektronen aufnimmt, und umgekehrt gibt jedes CH₃C¯ᴵH₂OH bei der Oxidation zu CH₃C⁺ᴵᴵᴵOOH vier davon ab. Daraus folgt, daß die im Stoffmengenverhältnis 4:5 reagieren, und aus der Ladungsbilanz sieht man, daß 12 H₃O⁺ links gebraucht werden, und dann braucht man nur noch die überschüssige H- und O-Atome abzuzählen, damit man zum Wasser rechts kommt.
Im Neutralen und Alkalischen läuft die Reaktion dagegen folgendermaßen ab; ich habe das so angeschrieben, daß als Reaktionsprodukt Acetat entsteht, weil das dem pH angemessen ist:
4 MnO₄¯ + 3 CH₃CH₂OH ⟶ 4 MnO₂ + 3 CH₃CO₂¯ + OH¯ + 4 H₂O
Die Vorgangsweise ist genau dieselbe: Aus den Oxidationszahlen (Mn⁺ᴵⱽO₂) folgt das Stoffmengenverhältnis 4:3 zwischen MnO₄¯ und CH₃CH₂OH, dann brauchst Du noch OH¯ zum Ladungsausgleich, und das Wasser kommt aus den überschüssige H- und O-Atomen.
(Ob sich wirklich unter allen Reaktionsbedingungen Essigsäure und nicht vielleicht etwas anderes wie Acetaldehyd bildet, weiß ich zugegebenermaßen nicht)
Ich weiß nicht genau, was mit der Unterscheidung „neutral“ und „alkalisch“ gemeint ist; aus dem Bauch heraus erwarte ich in beiden Fällen dieselbe Reaktion. Es wäre aber auch möglich, daß im sehr stark alkalischen Bereich (c(OH¯)>1 mol/l) auch das grüne Manganat Mn⁺ⱽᴵO₄²¯ gebildet wird:
4 MnO₄¯ + CH₃CH₂OH + 5 OH¯ ⟶ 4 MnO₄²¯ + CH₃CO₂¯ + 4 H₂O
Wieder mit der Einschränkung, daß es vielleicht möglich wäre, daß unter diesen Bedingungen nicht zur Essigsäure sondern nur zum Acetaldehyd CH₃–C⁺ᴵO–H oxidiert wird; aber daran glaube ich aus dem Bauch heraus nicht. Trotzdem, der Vollständigkeit halber eine zweifelhafte Gleichung
2 MnO₄¯ + CH₃CH₂OH + 2 OH¯ ⟶ 2 MnO₄²¯ + CH₃COH + 2 H₂O
Die Teilgleichungen lauten:
MnO₄¯ + 5 e¯ + 8 H₃O⁺ ⟶ Mn²⁺ + 12 H₂O
CH₃CH₂OH + 5 H₂O ⟶ CH₃COOH + 4 H₃O⁺ + 4 e¯
Die erste hast Du also richtig, aber bei der zweiten hast Du vergessen, die Fünfer vor der Essigsäure und dem Ethanol zu löschen.
Zuerst mal ist Ethanol H3C-CH2-OH, du hast 1 H unterschlagen.
Dann fehlt bei der Gleichung im sauren einen Haufen Koeffizienten, es müsste lauten:
5 H3C-CH2-OH + 4 MnO4- + 12 H3O+ -> 5 H3CCOOH + 4 Mn2+ 23 H2O
Im basischen passiert mit deinem Permanganat komischerweise gar nichts. Das muss aber genauso zu MnO2 werden. Also so:
3 CH3CH2OH + 4 MnO4- -> 4 MnO2 + 3 CH3COO- + OH- + 4 H2O
für den neutralen Bereich kannst du einfach die Gleichung von sauer oder basisch benutzen, da es dort sowohl H3O+ als auch OH- gibt (zumindest haben wir das in meiner Erinnerung inder Schule so gehandhabt). Welche du nimmst ist dabei egal.
Darf ich fragen wie du deine Gleichungen aufgestellt hast? Es kommt mir vor als hättest du die einzelnen Oxidations- und Reduktionsgleichungen übersprungen.
Im Alkalischen wird Permanganat nicht zu Mn²⁺ (das dann als Mn(OH)₂ ausfallen müßte) reduziert, sondern nur zu MnO₂ oder bei sehr hohem pH-Wert manchmal auch zu MnO₄²¯.
Da hat mich das Schulwissen wohl über die Jahre verlassen 🥲 ich korrigier das eben
Vielen Dank, das hat mir echt geholfen. Die erste hatte ich sogar schon mal so raus, habe dann aber beim 50 mal auf Schmierzettel übertragen die zwei 5en verloren, aber die fehlende zwei ist echt n Tippfehler (sorry)
Ich habe nicht daran gedacht, dass im basischen Bereich die Säure als Base vorliegen muss, dass war ganz schön doof von mir. Aber jetzt habe ich das glaube ich viel besser verstanden.
Ich habe aber leider gleich noch eine Frage, wenn ich darf.
Ich versuche jetzt die Teilgleichungen aufzustelle habe im sauren Bereich angefangen:
4 MnO₄¯ + 5 CH₃CH₂OH + 12 H₃O⁺ ⟶ 4 Mn²⁺ + 5 CH₃COOH + 23 H₂O
5 CH₃CH₂OH + 5 H₂O ⟶ 5 CH₃COOH + 4 H₃O⁺ + 4 Elektronen
MnO₄¯ + 8 H₃O⁺ + 5 Elektronen ⟶ Mn²⁺ + 12 H₂O
Ist das jetzt so richtig?
Vielen Dank!