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Transkript Redoxgleichungen (Übungsvideo 2)

Herzlich willkommen zum zweiten Video zum Thema "Aufstellen von RedOx-Gleichungen". Wir wollen uns hier einmal dieses Beispiel anschauen. Und zwar geht es hier um die Reaktion von elementarem Natrium mit Wasser zu Natronlauge beziehungsweise in Wasser gelöstem Natriumhydroxid und Wasserstoff. Die Redaktion an sich ist vielleicht aus dem Unterricht bekannt, sie ist auch relativ simpel, aber die Reaktionsgleichung hat so ein, zwei Tücken, deswegen wollen wir uns das ganze Mal genauer anschauen. Wir beginnen wie immer damit, dass wir die Oxidationszahlen aller beteiligten Elemente bestimmen. Wir fangen beim Natrium an. Natrium liegt, wie schon gesagt, elementar vor und hat demzufolge die Oxidationszahl 0. Hier im Wasser hat Sauerstoff die Oxidationszahl -II und Wasserstoff +I. Im Natriumhydroxid hat der Wasserstoff auch die Oxidationszahl +I, Sauerstoff -II und Natrium +I. Hier hinten der elementare Wasserstoff, das ist Wasserstoffgas, wie gesagt, elementar, und hat demzufolge auch die Oxidationszahl 0. Wir wollen uns nun die Oxidationszahländerungen anschauen, um zu identifizieren, was ist Oxidationsreaktion, was ist Reduktionsreaktion. Beim Natrium erhöht sich die Oxidationszahl von 0 auf +I, dementsprechend haben wir es hier mit einer Oxidation zu tun. Im Fall des Wasserstoffes hier erniedrigt sich die Oxidationszahl, bzw. sie wird auch reduziert, von +I zu ±0. Also haben wir es hier mit einer Reduktion zu tun. Wir haben zwar hier auch noch Wasserstoff in Form des Natriumhydroxids, hier haben wir aber keine Änderungen der Oxidationsstufe, demzufolge ist das hier unsere Reduktionsreaktion. Jetzt war die Aufgabe, dass die Änderung in der Oxidationszahl, den stöchiometrischen Faktor vor der anderen Teilreaktion darstellt. Damit haben wir sozusagen den Ausgleich der ausgetauschten Elektronen vorgenommen. Wir schauen uns das Ganze noch einmal genauer an. Beim Wasserstoff hier haben wir eine Oxidationszahländerung von +I zu 0, die Differenz beträgt 1. Demzufolge wird diese 1 als stöchiometrischer Faktor vor die Oxidationsreaktion geschrieben, also hier überall, wo Natrium auftaucht. Im Verlauf der Oxidationsreaktion haben wir auch eine Veränderung der Oxidationszahl um genau 1. Demzufolge müsste nun auch hier vor diese andere Reaktion, also die Reduktionsreaktion ebenfalls auch der stöchiometrische Faktor 1 geschrieben werden. Hier ist allerdings ein wenig Vorsicht geboten, denn in diesem Wassermolekül taucht zweimal Wasserstoff auf, demzufolge benötigen wir dieses Molekül insgesamt nur ½ mal, bzw. benötigen wir ein halbes Mol davon, halbe Moleküle gibt es nicht, daher drücken wir das als Mol aus. Also benötigen wir nur ein halbes Mol Wasser. Und da auch hier die 2 tief gestellt ist, da Wasserstoffgas aus 2 Wasserstoffatomen besteht, wird hiervon auch nur ein halbes Mol gebildet. Damit wären wir schon am Ende des ersten Schrittesund zwar haben wir nun die ausgetauschten Elektronen angepasst, über die stöchiometrischen Faktoren. Wir können uns nun dem zweiten Punkt widmen. Der betraf die Summe der Ionenladung. Die Summe der Ionenladung links und rechts muss identisch sein.  Wir wollen jetzt einmal die Ionenladung links bestimmen. Wir haben hier elementares Natrium - ist kein Ion -, hat auch so keine Ladung, demzufolge 0. Weiterhin reagiert hier eigentlich nur Wasser, das ist kein Ion und trägt keine Ladung, also: die Summe der Ionenladung links ist einfach 0. Auf der rechten Seite haben wir Natriumhydroxid, oder Natriumhydroxid gelöst in Wasser, macht jetzt nicht so den Unterschied für das, was wir betrachten wollen. Und Auch das liegt nicht als Ion vor, demzufolge ist die Ladung auch 0 genau dasselbe natürlich auch hier beim Wasserstoff. Die Summe der Ionenladung ist sowohl links als auch rechts 0 und wir müssen nichts weiter ausgleichen.Damit hätten wir Punkt 1 und 2 abgehakt und können uns dem dritten Punkt widmen. Der betraf die Anzahl der Atome auf beiden Seiten. Die Anzahl der Atome, bzw. auch die Art, muss identisch sein. Schauen wir uns noch mal Element für Element an. Wir fangen beim Natrium an. Natrium taucht auf der linken Seite ein Mal auf, auf der rechten Seite auch ein Mal. Hier ist der Ausgleich also vollzogen, das passt so weit - müssen wir nicht weiter betrachten. Dann geht es weiter zum Wasserstoff. Wasserstoff taucht auf der linken Seite ein Mal auf, also H2×½=1, und auf der rechten Seite ½×H2=1, allerdings ist hier noch ein Wasserstoffatom im Natriumhydroxid, also haben wir auf der rechten Seite insgesamt 2 Wasserstoffatome. Das Einzige was übrig bleibt ist der Sauerstoff, der taucht auf der linken Seite ½ Mal auf und auf der rechten Seite taucht er ein Mal auf. Also haben wir wie gewohnt eine Differenz, was Wasserstoff und Sauerstoff betrifft. Wir wissen, dass links ½ Sauerstoff fehlt und 1 Wasserstoff, um auf die Zahlen rechts zu kommen. Es fehlt wieder doppelt so viel Sauerstoff wie Wasserstoff, das bedeutet einfach, links fehlt ein halbes Mol Wasser, H2O, das können wir einfach hier dazu schreiben und dann sind wir schon ein kleines Stückchen weiter. Also müssen wir hier auf die linke Seite ½ Mol Wasser dazu rechnen. Dann schaut unsere RedOx-Gleichung so aus: Ein Mol Natrium reagiert mit einem ganzen Mol Wasser, denn ½+½ ist 1, zu einem Mol Natriumhydroxid in wässriger Lösung und ½ Mol Wasserstoff. Jetzt sind wir im Grunde genommen schon so gut wie fertig, unsere 3 Bedingungen sind erfüllt, die Summe der ausgetauschten Elektronen passt, die Summe der Ionenladungen links und rechts passt auch, denn es gibt ja gar keine, und die Anzahl der Atome links und rechts passt auch. Das hatten wir hier dadurch berücksichtigt, dass wir hier noch mal ein halbes Mol Wasser draufgerechnet haben. Jetzt gibt es eventuell noch ein kleines Problem, und zwar ist es öfter nicht gern gesehen, dass hier irgendwelche Brüche als stöchiometrische Faktoren dastehen. Man könnte diese Gleichung wie gesagt so formulieren: Ein Mol Natrium reagiert mit einem Mol Wasser - man könnte allerdings auch sagen, ein Teilchen Natrium reagiert mit einem Teilchen Wasser, und so weiter und so fort - und dann würde hier am Ende ein halbes Teilchen Wasserstoffgas herauskommen. Da es keine halben Teilchen gibt, gehen wir dem Problem einfach so aus dem Weg, indem wir diese ganze Gleichung, wie eine mathematische Gleichung im Grunde auch, einfach noch mal erweitern - also einfach alles mit 2 multiplizieren, dann sind hier überall ganzzahlige Faktoren vorhanden und das Ganze schaut so einfach besser aus. Die Gleichung möchte ich auch noch einmal formulieren, wie sie dann letztlich am Schluss ausschaut, dann steht da:2Na+2H2O->2NaOH+1H2. Das wäre im Grunde die vollständige Reaktionsgleichung für das genannte Problem. Ich hoffe es war verständlich und wünsche noch viel Spaß beim Lernen.

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2 Kommentare
  1. Default

    Oh ich habe nicht gemerkt, dass das video in die Länge gezogen ist und die richtige reaktionsgleichung erst später kommt... außerdem habe ich nicht die Möglichkeit meine Kommentare zu editieren oder zu entfernen... also mein Kommentar eben war voreilig...

    Von Murmur42, vor mehr als 3 Jahren
  2. Default

    Muss die Reaktionsgleichung nicht 1Na + 1H2O -> 1NaOH + 0.5H2 sein? (bzw *2),
    Amsonsten entstehen mehr Produkte als Edukte vorhanden sind?

    Von Murmur42, vor mehr als 3 Jahren