Woher kommt das Wasser in dieser Redoxreaktion?
Ich bin etwas verwirrt, weswegen wir bei den Gleichungen noch zusätzlich Wasser bzw. Oxoniumionen brauchen, um die Stoffmenge auszugleichen (war so im Hefteintrag definiert)
Hab einige Tage gefehlt, bin deswegen mit dem Verstehen etwas hinterher. Danke im Voraus
3 Antworten
Moin,
das liegt einerseits daran, dass diese Reaktion in einer wässrigen Lösung passiert (so dass Wasser in großer Menge vorhanden ist). Andererseits können sich Redoxreaktionen in einer sauren Lösung (Oxoniumionen), in einer neutralen Lösung (Wasser) oder in einer basischen Lösung (Hydroxidanionen) abspielen.
Was nun deine gepostete Redoxreaktion und dein darin enthaltener Hinweis auf den Hefteintrag angeht, dann ist der Zusammenhang folgender:
Offenbar habt ihr die Oxidation von Sulfitanionen (SO32–) zu Sulfatanionen (SO42–) und die Reduktion von Permanganat (MnO4–) zu Mangan(II) (Mn2+) in einer sauren Lösung (in Anwesenheit von Oxoniumionen, H3O+) behandelt.
Und das geht Schritt für Schritt so:
Zunächst schaut man, wer hier oxidiert wird. Das ist offenbar das Schwefelatom im Sulfitanion, da es seine Oxidationszahl von +IV auf +VI erhöht. Darum:
Oxidationsteilgleichung: S+IVO32– → S+VIO42– + 2 e–
Nun ist es allerdings so, dass in jedem Reaktionsschema (in jeder Reaktionsgleichung) einerseits die Stoffbilanz, andererseits aber auch die Ladungsbilanz ausgeglichen sein muss.
Das ist in dieser Oxidationsteilgleichung jedoch noch nicht der Fall. Hier stimmt im Moment weder die Stoffbilanz (links 3 x O, rechts 4 x O) noch die Ladungsbilanz (links 2–, rechts 4–). Und genau hier kommen das Wasser bzw. die Oxoniumionen ins Spiel. Denn damit kannst du sowohl die Stoff- als auch die Ladungsbilanz ausgleichen:
Oxidationsteilgleichung: SO32– + 3 H2O → SO42– + 2 e– + 2 H3O+
Nun stimmen beide, die Stoff- und die Ladungsbilanz. Links gibt es 1 x S, 6 x O, 6 x H, rechts auch. Und links sind es zwei Minusladungen, rechts insgesamt auch (vier Minusladungen stehen zwei Plusladungen gegenüber, so dass am Ende zwei Minusladungen übrig bleiben).
Analog ist das bei der Reduktionsteilgleichung. Die sieht zunächst so aus:
Reduktionsteilgleichung: Mn+VIIO4– + 5 e– → Mn(+II)2+
Auch hier stimmen weder Stoff- noch Ladungsbilanz (links 4 x O, rechts kein O; links sechs Minusladungen, rechts zwei Plusladungen).
Und wieder kann dieses Problem durch das Hinzufügen von Oxoniumionen bzw. Wasser behoben werden:
Reduktionsteilgleichung: MnO4– + 5 e– + 8 H3O+ → Mn2+ + 12 H2O
Und siehe da, nun stimmt alles. Links gibt es 1 x Mn, 12 x O und 24 x H, rechts auch. Links sind es insgesamt 2 Plusladungen, rechts auch.
Jetzt hast du alles beisammen, um das Redoxsystem aufzustellen. Das sieht so aus:
Oxidationsteilgleichung: SO32– + 3 H2O → SO42– + 2 e– + 2 H3O+ I •5
Reduktionsteilgleichung: MnO4– + 5 e– + 8 H3O+ → Mn2+ + 12 H2O I •2
Die Faktoren am Ende benötigst du, damit die sogenannte Elektronenneutralität gewährleistet wird. Das meint, dass die Anzahl an abgegebenen Elektronen in der Oxidationsteilgleichung und die Anzahl an aufgenommenen Elektronen in der Reduktionsteilgleichung übereinstimmen muss. In den reinen Teilgleichungen stimmt die Anzahl nicht überein (bei der Oxidation werden zwei Elektronen abgegeben, während für die Reduktion fünf Elektronen benötigt werden). Deshalb die Faktoren... Dann wird daraus folgendes Redoxsystem:
Oxidationsteilgleichung: 5 SO32– + 15 H2O → 5 SO42– + 10 e– + 10 H3O
Reduktionsteilgleichung: 2 MnO4– + 10 e– + 16 H3O+ → 2 Mn2+ + 24 H2O
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Redoxgleichung: 5 SO32– + 2 MnO4– + 6 H3O+ → 5 SO42– + 2 Mn2+ + 9 H2O
Alles klar?
LG von der Waterkant
Nun ja, die Reaktionen laufen schließlich in wässriger Lösung, daher kann natürlich auch H2O eine Rolle spielen. Und außerdem sind Redoxreaktionen abhängig vom pH-Wert des Reaktionsmilieus. Und wenn die Reaktion saure Bedingungen benötigt, dann kommen auch Oxonium-Ionen ins Spiel.
Leider sind deine Teilreaktionen nicht korrekt. Sie sind nicht ausgeglichen. Schaue, was du links und was du rechts vom Reaktionspfeil hast. Die Anzahl der Teilchen muss auf beiden Seiten gleich sein.