Teil 2. Thema 5. Algorithmus zur Aufstellung von Redoxreaktionsgleichungen

Teil 2.
THEMA 5. Algorithmus zur Aufstellung von Redoxreaktionsgleichungen

Beim Aufstellen von Redoxreaktionsgleichungen ist es wichtig, eine bestimmte Reihenfolge einzuhalten:

1. Bestimmen Sie unter den Ausgangsstoffen den Oxidator und den Reduktionsmittel

Dazu müssen zunächst die Oxidationszahlen der Elemente bestimmt und deren Oxidations- und Reduktionsverhalten verglichen werden.
2. Reaktionsprodukte aufschreiben

Die korrekte Bestimmung der Reaktionsprodukte wird durch Ihr Wissen über die Atomstruktur der Elemente, deren Eigenschaften und die Eigenschaften ihrer Verbindungen unterstützt. Es ist wichtig, daran zu denken, dass bei interatomaren und intermolekularen Oxidations-Reduktionsreaktionen freier Sauerstoff in der Regel nicht freigesetzt wird. Sauerstoff wird beim Reagieren von Peroxiden mit starken Oxidatoren und auch in einigen Reaktionen mit Ozon und Fluor freigesetzt. Zum Beispiel:

2KMnO4 + 5Na2O2 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2↑ + 5Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2↑
PbS + 4O3 = PbSO4 + 4O2↑

In anderen Fällen verbinden sich die Sauerstoffatome, die in die Moleküle des Oxidators (oder Reduktors) eingegangen sind, mit Wasser-Molekülen unter der Beteiligung von Wasserstoffionen H+, z.B.

HNO2 + HI = NO + I2 + H2O

Die gebildeten Reaktionsprodukte werden durch die Reaktionsbedingungen und die Natur des Oxidators und Reduktors bestimmt. Unten sind Schemata der Redoxreaktionen von Mangan- und Chromverbindungen in verschiedenen Medien sowie in Salpeter- und Schwefelsäure dargestellt.

Salpetersäure. Als Ergebnis der Reaktion von Salpetersäure mit Metallen entstehen je nach Konzentration und Aktivität des Metalls Nitrate, Wasser und verschiedene Produkte der Reduktion der Säure, die in der untenstehenden Tabelle angegeben sind.

Konzentrierte Schwefelsäure wird mit aktiven Metallen (bis Zn) zu S und H2S reduziert, mit weniger aktiven (die nach Wasserstoff und in dessen Nähe in der Spannungsreihe stehen) zu SO2. Edelmetalle – Gold (Au) und Platin (Pt) – werden auch durch konzentrierte Schwefelsäure nicht oxidiert. Solche relativ aktiven Metalle wie Al, Fe, Cr sind unter normalen Bedingungen passiviert und reagieren nicht mit konzentrierter H2SO4, jedoch sind bei Erwärmung Reaktionen möglich.

Test.

1. Die Oxidations-Reduktions-Reaktion ist:
   A) Reaktion von Kalium mit Wasser;
   B) Reaktion von Kaliumnoxid mit Wasser;
   C) Reaktion von Kohlendioxid mit Calciumoxid;
   D) Zersetzung von Aluminiumhydroxid.

2. Oxidatoren in chemischen Reaktionen:
   A) Verändern nicht die Oxidationszahl;
   B) Erhöhen die Oxidationszahl;
   C) Verringern die Oxidationszahl;
   D) Nehmen nicht an der chemischen Reaktion teil.

3. Oxidierende Fähigkeit der Halogene von oben nach unten:
   A) Erhöht sich;
   B) Verringert sich;
   C) Bleibt gleich;
   D) Halogene sind keine Oxidatoren.

4. Schwefel ist ein Oxidator in der Reaktion mit:
   A) Sauerstoff;
   B) Metallen;
   C) Chlor und Fluor;
   D) Salpetersäure.

5. In der Reaktion mit der Gleichung 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO wird Phosphor:
   A) Oxidiert;
   B) Reduziert;
   C) Nimmt Elektronen auf;
   D) Verändert nicht die Oxidationszahl.

6. Ein Stoff, der sowohl Oxidator als auch Reduktionsmittel ist:
   A) Fluor;
   B) Natriumpermanganat;
   C) Natriumchromat;
   D) Natriumsulfit.

7. Oxidatoren können Stoffe mit:
   A) der höchsten Oxidationszahl;
   B) der niedrigsten Oxidationszahl;
   C) einer mittleren Oxidationszahl;
   D) im freien Zustand sein.

8. Der Prozess der Photosynthese in der Natur ist eine:
   A) Synthese-Reaktion;
   B) Zersetzungs-Reaktion;
   C) Oxidations-Reduktions-Reaktion;
   D) Substitutions-Reaktion.

9. Die Oxidationszahl von Chrom im Kaliumchromat ist:
   A) +3;
   B) +6;
   C) 0;
   D) +2.

10. Brom ist ein Reduktionsmittel in einer chemischen Reaktion, wenn seine Oxidationszahl:
    A) Erhöht wird;
    B) Verringert wird;
    C) Unverändert bleibt;
    D) Null wird.

11. 5H2O2-1 + 2KMn+7O4 + 3H2SO4 →=2Mn+2SO4 +5O2↑ + K2SO4 + 8H2O
    Es sind alle Schlüsselsubstanzen angegeben.
    Reduktionsmittel: 2O-1 – 2e = O2↑
    Oxidator: Mn+7 + 5e = Mn+2, reduziert sich.

12. 3P-3H3 + 8KMn+7O4 = 8Mn+4O2 + 3H3P+5O4 + 4H2O
    Das fehlende Schlüsselsubstanz rechts: H3P+5O4 (Produkt der Oxidation von PH3).

13. Cr2+3(SO4)3+6KMn+7O4+16KOH=2K2Cr+6O4+6K2Mn+6O4+3K2SO4+8H2O
    Das fehlende Schlüsselsubstanz rechts: K2Mn+6O4 (Produkt der Reduktion von KMnO4).

14. 2N+2O+3KCl+1O+ 2KOH=2KN+5O3+ 3KCl-1+ H2O

15. P-3H3+8Ag+1NO3 +4H2O =8Ag0 +H3P+5O4 + 8HN03