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Transkript Redoxgleichungen (Übungsvideo 1)

Herzlich willkommen zum ersten Aufgabenvideo zum Thema: "Aufstellen von Redoxgleichungen."Wir wollen uns hier mal dieses Beispiel anschauen. Das könnte im Wortlaut so ausschauen: Elementares Kupfer wird in salpetersauren Lösung gegeben und dabei entstehen Kupfer 2+ Ionen und Stickstoffmonoxid. Das ist also das, was wir jetzt schon kennen, das ist im Grunde eine Redoxreaktion und diese Redoxgleichung soll ausgeglichen werden. Schritt 1 ist wie immer, die Bestimmung der Oxidationsstufen aller beteiligten Elemente. Wir fangen hier ganz links an, beim Cu. Kupfer wird elementar eingesetzt, und hat demzufolge die Oxidationszahl 0.  Bei der Salpetersäure hat der Sauerstoff die Oxidationszahl -2, der Wasserstoff +1, und demzufolge hat der Stickstoff eine Oxidationszahl von +5. Hier drüben beim Kupfer +2, entspricht die Ionenladung der Oxidationszahl, also ist die Oxidationszahl +2 und beim Stockstoffmonoxid hat der Sauerstoff wieder die Oxidationszahl -2 und demzufolge damit das ganze wieder elektrisch neutral wird, hat der Stickstoff eine Oxidationszahl von +2. Die Redoxreaktionen bestehen ja aus zwei Teilreaktionen,  Reduktions- und Oxidationsreaktion, die beiden wollen wir jetzt erst mal identifizieren und das geht über die Änderung der Oxidationszahlen. Schauen wir uns mal die Reaktion des Kupfers im Grunde an. Beim Kupfer erhöht sich die Oxidationszahl von 0 zu +2, demzufolge haben wir es bei dem Kupfer mit einer Oxidation zu tun. Kupfer gibt also zwei Elektronen ab und wird zum Cu(II) Ion oxidiert. Dann schauen wir uns den Stickstoff aus der Salpetersäure an. Stickstoff hat auf der linken Seite eine Oxidationszahl von +5 und auf der Rechten eine von +2. Die Oxidationszahl verringert sich also oder reduziert sich, demzufolge haben wir es mit einer Reduktion zu tun. Jedes Stickstoffatom nimmt 3 Elektronen auf und ist am Ende im Oxidationszustand +2. Dann war ja der erste Punkt im Basisvideo zum Aufstellen von Redoxgleichungen, dass die Summe der von Reduktionsmittel abgegebenen Elektronen mit der Summe der vom Oxidationsmittel aufgenommenen Elektronen übereinstimmen müssen. Das hatten wir so gelöst, dass wir einfache den Faktor der Oxidationszahlenänderung als stechometrischen Faktor vor die andere Teilreaktion schreiben. Das machen wir hier auch wieder ganz genau so und wir schauen uns demzufolge erst mal die Änderung der Oxidationszahl bei der Oxidation an. Wir hatten gesagt: Die Oxidationszahl des Kupfers ändert sich von 0 zu +2, also haben wir eine Änderung der Oxidationszahl von 2. Dieses Dreieck soll Delta bedeuten und soll im Grunde die Differenz verdeutlichen. In der Reduktionsreaktion haben wir eine Änderung der Oxidationszahlen von +5 zu +2, also beträgt die Änderung 3, denn 5-2=3. Diese Differenz wird nun als Faktor für die andere Teilreaktion geschrieben. Wir haben hier die Oxidationsreaktion, also müssen wir die 2 hier als Vorfaktor vor die Reduktionsreaktion schreiben. Also kommt hier jeweils, bei den Sachen wo Stickstoff drinne steckt, noch eine 2 davor. Ganz analog geht es mit der 3. Diese 3 ist jetzt der Stechometriesche Faktor vor der Kupferreaktion. Dann schaut die Reaktionsgleichung erst mal so aus und damit hätten wir auch schon die erste Bedingung aus dem Einführungsvideo erfüllt. Denn jetzt stimmt die Summe der vom Reduktionsmittel abgegebenen Elektronen mit der Summe der vom Oxidationsmittel aufgenommenen Elektronen überein. Jetzt können wir den zweiten Punkt anschauen. Da war die Bedingung, dass die Summe der Ionenladungen, links und rechts identisch sein, muss. Also bestimmen wir wieder die Summe der Ionenladung links und rechts. Wir haben hier links, elementares Kupfer, also die Oxidationszahl 0 und auch Ladung 0. Die Salpetersäure hier ist auch elektrisch neutral deswegen kommt noch mal eine 0 dazu. Also ist die Summe der Ionenladung auf der linken Seite 0. Das liegt einfach daran, dass wir keine Ionen haben. Auf der rechten Seite haben wir dann allerdings Ionen. Und zwar dreimal Cu(II+), dass bedeutet wir haben schon einmal +6. Stickstoffmonoxid ist wieder elektrisch neutral, gibt also kein Beitrag zur Ionenladung, steht da also +0. Jetzt haben wir links eine Summe der Ionenladung von 0 und rechts ist die Summe der Ionenladung +6. Wir hatten jetzt schon in der Aufgabenstellung die Aussage, dass unsere Reaktion in "Salpeter saurerer Lösung" abläuft. Also hatten wir schon die Aussage, dass im Prinzip dieser Ladungsausgleich durch Protonen geschehen muss bzw. alternativ durch Oxoniumion, denn das ist Salpetersäure demzufolge ist es sauer. Wir hatten jetzt diese Differenz von 6 Einheiten, der Ausgleich muss durch positive Ladungsträger geschehen, demzufolge werden die Protonen einfach der linken Seite zugeschrieben. Schreibe ich jetzt auch gleich mal auf, damit man es vernünftiger sieht. Dann haben wir auch schon wieder eine Reaktionsgleichung, wo wir wieder ein Stückchen weiter gekommen sind. Dann schaut das ganze Ding so aus. 3Cu+3HNO3+6H3O -> 3Cu(II+) + 2NO. Jetzt passen also die Ladungen schon einmal alle. Wir hatten Punkt 1 und 2 abgehakt und der letzte Punkt war nun, dass die Anzahl und die Art der Atome identisch sein muss. Wir schauen uns wieder den Kupfer an. Auf der linken Seite haben wir 3 mal Kupfer und auf der rechten Seite haben wir auch 3 mal Kupfer, das passt also und wir müssen nichts mehr ausgleichen. Wir haben auf der linken Seite 2 Wasserstoffe, hier 6x3=18 Wasserstoffe, also insgesamt 20 mal Wasserstoff und auf der rechten Seite bisher noch gar kein Wasserstoff. Dann geht es weiter mit dem Stickstoff, der taucht auf der linken Seite 2 mal auf und auf der rechten Seite auch, also müssen wir hier auch nichts mehr Ausgleichen. Dann haben wir noch Sauerstoff, der taucht auf der linken Seite 2×3=6 mal auf und 6 mal in Form dieser Oxonium-Ionen, also insgesamt 12 mal. Und auf der rechten Seite haben wir 2 mal Sauerstoff. Hier ist wieder eine Differenz von 10 Sauerstoff.  Wir vermissen im Grunde 20 Protonen und 10 Sauerstoffe. Also wir vermissen doppelt so viel Wasserstoff, wie Sauerstoff. Wir erinnern uns daran, Wasser ist H2O, hier kommen genau doppelt so viele Wasserstoffe wie Sauerstoffe vor. Aus den fehlenden Atomen kann man relativ einfach schließen, dass es insgesamt einfach 10x H2O (Wasser) ergibt. Also letzter Schritt, auf der rechten Seite wird noch mal +10 H2O dazu geschrieben. Damit wären wir im Grunde auch schon am Ende dieser Reaktionsgleichung, die Redoxreaktion ist also vollständig ausgeglichen. Die Summe der ausgetauschten Elektronen stimmt, die Summe der Ionenladung, rechts und links, stimmt. Die Anzahl der Atome stimmt auch. Wenn wir die Gleichung einfach mal vorlesen wollen, können wir sagen: 3Cu+2HNO3+6H3O -> 3Cu(+II)+2NO+10 H2O.  

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7 Kommentare
  1. Default

    Ok ich habs verstehen habe das 03 nicht beachtet

    Von Om Info, vor etwa 3 Jahren
  2. Default

    Ich versteh gerade nicht wie man auf die Oxidationszahl +5 kommt beim Sticktoff bei etwa 50Sekunden im Video. Die anderen verstehe ich alle.

    Von Om Info, vor etwa 3 Jahren
  3. Default

    Ist es richtig,dass nur Metalle Ionenladungen haben und Nichtmetalle keine Ionen ?

    Von Mo275behappy, vor fast 4 Jahren
  4. Default

    würd mich freuen wenn es ausführlicher wäre

    Von Black Brush, vor etwa 4 Jahren
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    Hallo Alex,du wie sieht es im basischen milieu aus? Ich krieg folgende RedOx-Gleichung nach deinem Schema nicht hin:

    Zn + NO3- ----> NH3 + [Zn (OH4)]-2

    Wäre ein Video dazu möglich??? Danke im Voraus...

    Von Yuiz100, vor etwa 4 Jahren
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    hi kannst du mir ein paar aufgaben zum üben geben vielen dank

    Von Christianneukam, vor mehr als 5 Jahren
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    Hi, wo kammt die 2+ her die über CU steht????

    Von Serzant, vor fast 6 Jahren
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