Schwierige Reaktionsgleichung lösen?
Ich habe eine Reaktionsgleichung mit Ladungen vorliegen und verstehe einfach nicht,wie ich die Reaktionsgleichung ausgleichen kann. Ich hbae mir schon etliche Videos angeguckt und in meinen ganzen Unterlagen gesucht, aber ich weiß einfach nicht weiter...
P4 + OH- + H2O --> PH3 + H2PO3-
Ich weiß leider nicht, wie ich die Zeichen drunter,oder drüber machen kann, aber ich hoffe man kann das ganze so verstehen.. Ich weiß einfach nicht weiter und ich hoffe, dass irgendwie mir erklären kann, was ich tun muss..
2 Antworten
P₄ + OH⁻ + H₂O ⟶ PH₃ + H₂PO₃⁻
Die Reaktion von weißem Phosphor zu Phosphan und Hydrogenphosphonat ist wirklich nicht das allereinfachste Beispiel für eine Redoxreaktion. Um das systematisch zu lösen, muß man den Phosphorspezies Oxidationsstufen zuordnen: Weißer Phosphor hat Oxidationsstufe Null weil Element P⁰₄, bei P⁻ᴵᴵᴵH₃ und H₂P⁺ᴵᴵᴵO₃⁻ muß man halt die entsprechenden Regeln beherrschen.
Aus diesen Oxidationssufen folgt, daß die beiden Produkte PH₃ und H₂PO₂⁻ im Verhältnis 1:1 entstehen (zur Bildung von PH₃ braucht es drei Elektronen, und die Bildung von H₂PO₃⁻ setzt auch drei frei). Jetzt wissen wir also schon ein paar Koeffizienten
P₄ + OH⁻ + H₂O ⟶ 2 PH₃ + 2 H₂PO₃⁻
und können beim Hydroxid und beim Wasser mit Augenmaß nachjustieren, um die endgültige Reaktionsgleichung zu bekommen
P₄ + 2 OH⁻ + 4 H₂O ⟶ 2 PH₃ + 2 H₂PO₃⁻
Links und rechts haben wir je 4, 6 und 10 Atome des Typs P,O,H und die Ladungen sind auch ausgeglichen (−2 auf jeder Seite), also stimmt es.
Oder auch nicht, denn meiner Erinnerung nach disproportioniert weißer Phosphor nicht zu Hydrogenphosphonat H₂P⁺ᴵᴵᴵO₃⁻, sondern zu Phosphinat H₂P⁺ᴵO₂⁻ plus Phosphan. Dann wäre die Reaktionsgleichung, zu bekommen nach demselben Schema die folgende:
P₄ + 3 OH⁻ + 3 H₂O ⟶ PH₃ + 3 H₂PO₂⁻
Bist Du sicher, daß Du die Angabe richtig abgeschrieben hast? Und noch ein Nitpick: Normalerweise schreibt man Phosphinat als PH₂O₂⁻, weil die beiden Wasserstoffe nicht acide sind (es gibt also keine Ionen HPO₂²⁻ oder PO₂³⁻).
Man könnte versuchen, das Ganze intuitiv zu lösen und die richtigen Koeffizienten zu erraten, aber auf Anhieb sehe ich hier auch keinen guten Ansatz.
Die Alternative wäre es Gleichungen für die unbekannten Koeffizienten aufzustellen und versuchen sie zu lösen. Ich weiß leider nicht, was dein Background ist, hast du denn schon mit linearen Gleichungssystemen zu tun gehabt?
Ich bin im ersten Semester Biologie Studium und habe jetzt Chemie, hatte ich zwar in der Schule auch irgendwann mal, aber meine Schulzeit ist schon zwei Jahre her und ich habe eigentlich wirklich keine Ahnung. Bei einfachen Reaktionsgleichungen schaffe ich es, aber bei sowas dann nicht mehr :'(
Lass uns schauen! Der allgemeine Ansatz für die ausgeglichene Reaktionsgleichung wäre ja
a*P4 + b*OH- + c*H2O --> d*PH3 + e*H2PO3-
für irgendwelche Koeffizienten a bis e, die wir finden wollen.
Jetzt können wir versuchen Beziehungen für sie aufzustellen, indem wir uns die auftauchenden Elemente einzeln vornehmen. Zum Beispiel Phosphor liefert uns
4a = d + e
Kannst du nachvollziehen, wo diese Gleichung herkommt? Wenn ja, versuche weitere Gleichungen aufzustellen (vergiss auch die Ladungserhaltung nicht!).
Bei einfachen Reaktionsgleichungen klappt es auch ohne Gleichungen für die Koeffizienten aufzustellen, das stimmt. Aber hier wäre es mir persönlich zu viel Herumprobieren...
Aber wie sieht es denn bei dir mit Mathe und dem Lösen von Gleichungen aus?