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Transkript Redoxreaktionen – Grundlagen

Redoxreaktion - Grundlagen

Hallo! In diesem Video wirst Du etwas über das Ermitteln von Oxidationszahlen und das Aufstellen einfacher Redoxgleichungen erfahren.

Viele von Euch fahren täglich mit der Bahn. Auf machen Strecken haben sie sich vielleicht durch das monotone Geratter gestört gefühlt. Das Geräusch stammt von den Übergängen zwischen den einzelnen Schienensträngen. Bis in die 60er Jahre wurden die einzelnen Schienenstränge nur miteinander verschraubt. Es blieben mehr oder weniger große Zwischenräume. Heute gibt es das nur noch auf veralteten Bahnstrecken. Die Schienenstränge werden heute miteinander verschweißt. Dazu braucht man flüssiges Eisen. In einem feuerfesten trichterförmigen Gefäß wird ein Gemisch aus Aluminiumpulver und Eisenoxid gezündet. Es wird sehr heiß: bis zu 2400 Grad Celsius. Eisen schmilzt schon bei 1538 Grad Celsius. Aus einem Kanal unterhalb des Trichters läuft dann das flüssige Eisen zwischen die Schienenstränge. Man spricht von “Thermitschweißen” oder wie der Chemiker sagt “Aluminothermie”.

Reduktion und Oxidation

Nun stellt sich uns die Frage: Woher kommt das flüssige Eisen? Und welche Funktion hat das Aluminium?

Aluminium und Eisenoxid reagieren miteinander. Dabei reduziert Aluminium das Eisenoxid zu Eisen und wird dabei selbst zu Aluminiumoxid oxidiert. Der Sauerstoff wird vom Eisenoxid auf das Aluminium übertragen. Solche Reaktionen heißen Redoxreaktionen, da ein Stoff reduziert und ein Stoff oxidiert wird. Reduktion und Oxidation laufen immer, nicht nur in dieser Reaktion, sondern bei allen Redoxreaktionen, gekoppelt ab. Als Wortgleichung ist das leicht zu sagen, aber wie stellt man die Reaktionsgleichung, eine Redoxgleichung, auf?

Reaktionsgleichung: Redoxgleichung aufstellen

Zunächst formulieren wir aus der Wortgleichung die Symbolgleichung Al + Fe0 reagiert zu Al2O3 + Fe

Die Gleichung geht noch nicht auf. Links haben wir ein Aluminium, rechts zwei; So auch der Sauerstoff. Links haben wir ein Sauerstoff, rechts drei. Deshalb werden als nächstes die Oxidationszahlen bestimmt. Nach der Regel, dass wir uns für jede Bindung eine ionische Bindung denken und dem elektronegativerem Element die Elektronen zuteilen, erhalten wir:

Aluminium der Oxidationsstufe null reagiert zum Aluminium der Oxidationsstufe +3. Das Eisen der Oxidationsstufe +2 reagiert zum Eisen der Oxidationsstufe null. der Sauerstoff bleibt immer unverändert in seiner Oxidationsstufe. Darum können wir den Sauerstoff ersteinmal vernachässigen.

Nun können wir bestimmen, wo die Oxidation und wo die Reduktion abläuft. Beim Aluminium wird die Oxidationszahl also größer. Wenn die Oxidationszahl größer wird, liegt eine Oxidation vor. Wenn die positive Ladung also größer wird, muss negative Ladung abgegeben werden. Die Oxidation ist also eine Elektronenabgabe. In unserem Fall sind es genau 3 Elektronen. Beim Eisen wird die Oxidationszahl kleiner. Hier liegt also eine Reduktion vor, wobei Elektronen aufgenommen werden. In diesem Fall sind es zwei.

Nun hast du zu Beginn ja schon gehört, dass Oxidation und Reduktion immer zusammen ablaufen. Das ist notwendig, da Elektronen nicht einzeln auftreten können. Es müssen also bei einer Redoxreaktion immer so viele Elektronen bei der Reduktion aufgenommen werden, wie bei der Oxidation abgegeben werden. In unserem Fall werden bei der Oxidation drei Elektronen abgegeben und bei der Reduktion zwei Elektronen aufgenommen.

Damit in der Oxidation auch so viele Elektronen abgegeben werden, wie in der Reduktion aufgenommen werden, gleichen wir die beiden Reaktionen nach ihren Elektonenanzahlen aus. Die obere Teilgleichung enthält 3 Elektronen, die untere aber nur 2. Wir bilden das kleinste gemeinsame Vielfache, also 6. Dazu muss man die obere Gleichung mit 2, die untere mit 3 multiplizieren. Das Ergebnis ist: Zwei Aluminium reagieren zu zwei Aluminiumdreiplus, wobei sie insgesamt 6 Elektronen abgeben. Auf der anderen Seite reagieren drei Eisenzweiplus mit insgesamt 6 Elektronen zu drei Eisen. Nun haben wir in beiden Teilgleichungen die gleiche Anzahl von Elektronen.

Anschließend können beide Gleichungen wieder zusammengefasst werden. Da die 6 Elektronen sowohl auf der Seite der Ausgangsstoffe stehen, als auch auf der Seite der Produkte, können sie heraus gekürzt werden. Grundsätzlich tauchen freie Elektronen nicht mehr in zusammengefassten Redoxgleichungen auf.

Zwei Mol Aluminium null werden also durch 3 mol Eisenzweiplus-Ionen oxidiert zu zwei mol Aluminiumdreiplus-Ionen, wobei die drei mol Eisenionen zu drei mol Eisen null reduziert werden.

Nun sind wir fast fertig. An sich stimmt die Redoxgleichung so schon, allerdings haben wir zu Beginn ja nicht Ionen, sondern Metalloxide eingesetzt. Also muss der Sauerstoff im letzten Schritt wieder hinzugefügt werden. Aus zwei Aluminiumdreiplus-Ionen wird also ein Molekül Aluminiumoxid und aus drei Eisenzweiplus-Ionen werden drei Moleküle Eisenoxid. Beachte dabei, dass in einem Molekül Aluminiumoxid schon zwei Aluminiumionen enthalten sind und deshalb nur eines entsteht.

Informationen zum Video
14 Kommentare
  1. Bianka

    Vielen Dank für Ihren Hinweis. Wir werden uns mit dem Problem beschäftigen und suchen nach einer Lösung.

    Von Bianca Blankschein, vor etwa 2 Monaten
  2. Default

    Wo ich grade die Kommentare von Bine 123 lese, muss ich ihr voll zustimmen.
    Ich bin Lehrer und wenn ich die Übungen mit meinen Schülern bearbeite, schaue ich mir die Aufgaben vorher an und löse einige stichprobenartig. Dann würde ich gerne alles wieder zurücksetzen, muss aber die Aufgaben bis zum Schluss lösen. Das ist lästig und zeitaufwendig. Deswegen fände ich es auch gut, man könnte jederzeit die Aufgaben zurücksetzen.

    Von Manni Dreier, vor etwa 2 Monaten
  3. Default

    Man muss erst alle 5 Aufgaben lösen, um diese zurücksetzen zu können. Einzelne Aufgaben kann man nicht zurücksetzen und das finde ich nicht gut.

    Von Bine123, vor 4 Monaten
  4. Default

    Und wie bitteschön kann ich meine LÖSUNGEN wieder löschen?`Ich bin Mutter und habe mir das selbst beibringen wollen und nun kann mein Kind nicht mehr die Lösungsaufgaben lösen, da sie von mir schon teilw. gelöst wurden. Sie hatten mir doch schon vor 2 Mo. versprochen, dieses Problem zu lösen. Also: wie kann man die eigenen Lösungen wieder auf 0 stellen????? Nein, sich ausloggen und wieder einloggen reicht nicht aus.

    Von Bine123, vor 4 Monaten
  5. Default

    Nice

    Von Paluten, vor 11 Monaten
  1. Default

    Das hilft mir nicht wirklich weiter!!! Etwas zu kompliziert erklärt.

    Von Marcel S., vor etwa einem Jahr
  2. Default

    Diese Oxidationszahlen machen das unnötig kompliziert :(

    Von Keppi75, vor mehr als einem Jahr
  3. Bianka

    Hallo Gerold,

    um Redoxreaktionen zu verstehen, musst du erst verstanden haben, was Oxidation und Reduktion ist und wie man Oxidationszahlen bestimmt. Im Thema "Oxidation und Reduktion" findest du diese Grundlagen vor den Videos zu Redoxgleichungen. Diese sollten dir weiter helfen.
    Viel Erfolg beim Lernen!

    Von Bianca Blankschein, vor mehr als einem Jahr
  4. Default

    Furchtbar ich versteh nur die Hälfte:(((
    Könnt ihr mir ein paar Video empfehlen die die Grundlagen hierfür erklären?
    (Das Video an sich ist super, nur leider fehlen mir die Grundlagen9

    Von Benni.Rie, vor mehr als einem Jahr
  5. Default

    Warum schreibt man aufeinmal Al3+ und nicht Al2 3+
    wieso darf man die 2 unten einfach weglassen verstehe das nicht so ganz?

    Von Tom Matthes, vor fast 2 Jahren
  6. Bianka

    Um Redoxreaktionen wirklich gut verstehen zu können, solltest du vorher gut über Reduktion, Oxidation und das Bestimmen von Oxidationszahlen Bescheid wissen.
    Die Videos aus dem Thema „Oxidation und Reduktion“ helfen dir sicher weiter.
    Liebe Grüße
    Bianca

    Von Bianca Blankschein, vor mehr als 2 Jahren
  7. Bianka

    Hallo,

    Aluminium ist in dieser Redoxgleichung das Element, welches oxidiert wird. Elementares Aluminium hat die Oxidationsstufe 0. Bei der Oxidation wird Sauerstoff aufgenommen und Elektronen werden abgegeben. Elektronen sind negativ geladene Teilchen. Wenn negative Ladung abgeben wird, bleibt ein Überschuss an positiver Ladung übrig, denn ein Aliminiumatom besitzt genauso viele Elektronen wie auch Protonen. Werden nun drei dieser negativen Elektronen abgegeben, bleibt ein dreifach positiv geladenes Teilchen Al3+ zurück. Die Oxidationsstufe ändert sich damit zu +III im Aluminiumoxid.
    Wenn du noch Porbleme hast bei der Bestimmung von Oxidationszahlen, dann kannst du dir gern ein Video dazu anschauen.
    Viel Freude weiterhin an der Chemie,
    Bianca

    Von Bianca Blankschein, vor mehr als 2 Jahren
  8. Default

    warum wird Al 0 zu Al+ ???

    Von Isabel Gracia, vor mehr als 2 Jahren
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    Ich verstehe gar nichts !!! :O HELP

    Von Li Don De M., vor mehr als 2 Jahren
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