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Transkript Umkehrbarkeit von Redox-Teilreaktionen

Guten Tag und herzlich willkommen!   Dieses Video heißt "Umkehrbarkeit von Redox-Teilreaktionen". Das Video gehört zur Reihe "Oxidation und Reduktion". Als Vorkenntnisse solltest du die grundlegenden Begriffe der Oxidation und Reduktion kennen. Du findest sie im Video "Definitionen". Ich möchte in diesem Video erreichen, dass ihr ein Verständnis der Umkehrbarkeit von Redox-Teilreaktionen erlangt.   Das Video habe ich in 4 Abschnitte unterteilt: 1. Eisen und Rost 2. Säure + Metall und Knallgasreaktion 3. Korrespondierende Redoxpaare 4. Zusammenfassung   1. Eisen und Rost Rost bildet sich ständig und überall. Wir betrachten die Teilreaktion Oxidation. 4 Eisenatome reagieren zu 4 jeweils dreifach positiv geladenen Eisenionen und 12 Elektronen. Und nun die Teilreaktion Reduktion. 3 Sauerstoffmoleküle reagieren mit 12 Elektronen zu 6 jeweils zweifach negativ geladenen Oxidionen. Als Bilanz beider Reaktionen ergibt sich die Redoxreaktion: 4Fe+3O2->2Fe2O3. Die Rostbildung kann man durchaus als "kalte Verbrennung" betrachten. Schauen wir uns die Reaktion von links nach rechts hier dargestellt an, so handelt es sich ganz offensichtlich um eine Oxidation. Die entgegengesetzte Richtung dieser Reaktion liefert der Hochofenprozess. Hier wollen wir nun die Redoxreaktion in ihrer Gesamtheit formulieren. 2Fe2O3+3C->4Fe+3CO2. Es handelt sich hier um eine Reduktion. Denn das Eisenoxid verliert den Sauerstoff und es entsteht elementares Eisen. Bei der Rostbildung haben wir eine Oxidation des freien Eisens beobachtet. Beim Hochofenprozess findet eine Reduktion gebundenen Eisens statt. Wir erinnern uns an das Video über die Definitionen. Die Oxidation ist die Umkehr der Reduktion. Wir wollen noch ein Beispiel betrachten.   2. Säure + Metall und Knallgasreaktion Schauen wir uns die Reaktion einer Säure mit einem unedlen Metall an. Es findet eine Oxidation statt, wenn man das Zinkatom betrachtet. Zn+2HCl->ZnCl2+H2. Zink reagiert mit Salzsäure zu Zinkchlorid und Wasserstoff. Metallisches Zink wird oxidiert. Wir haben hier aber auch eine Teilreaktion, die eine Reduktion beinhaltet. Die Protonen H+ werden zu Wasserstoff H2 reduziert. Der umgekehrte Vorgang der Protonenreduktion wird bei der Knallgasreaktion verwirklicht. Hier findet die Oxidation des Wasserstoffs statt. 2H2+O2->2H2O. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Wasser. Wasserstoff wird zu Protonen H+ oxidiert. Bemerkung: Natürlich bildet Wasser nur sehr wenig Protonen, doch vom Prinzip ist diese Überlegung richtig und zu den Oxidationsstufen kommen wir erst später. Somit ist die Reduktion die Umkehr der Oxidation. Am Beispiel des Protonen-Wasserstoff-Gleichgewichts sieht das dann so aus: 2 Protonen und 2 Elektronen stehen im chemischen Gleichgewicht mit einem Wasserstoffmolekül. Elektronenaufnahme bedeutet Reduktion. Die Rückreaktion ist mit Elektronenabgabe verbunden. Das bedeutet Oxidation. Es lässt sich dann auch das korrespondierende Redoxpaar formulieren. 2H+/H2.   3 Korrespondierende Redoxpaare Wir wollen korrespondierende Redoxpaare aus Redoxreaktionen herauslesen. Als Erstes eine alte Bekannte, die Knallgasreaktion. 2H2+O2->2H2O. Wir finden zunächst eine Teilreaktion und bilden dann das entsprechende Redoxpaar. Dabei soll der oxidierte Zustand links, der reduzierte rechts stehen. Die Teilreaktion lautet: 2H+ + 2 Elektronen stehen im Gleichgewicht zu 1 Wasserstoffmolekül H2. Das Redoxpaar lautet 2H+/H2. Zink reagiert mit Salzsäure. Die Redoxgleichung ist uns auch bekannt: Zn+2HCl stehen im Gleichgewicht mit ZnCl2+H2. Wir wählen die Teilreaktion unter Beteiligung von Zink. Zn2+ + 2 Elektronen stehen im Gleichgewicht mit Zn. Das Redoxpaar lautet Zn2+/Zn. Natrium reagiert mit Wasser. 2 Na + H2O stehen im Gleichgewicht mit 2NaOH+H2. Wir betrachten die Teilreaktion unter Beteiligung von Natrium. Na+ + 1 Elektron stehen im Gleichgewicht mit Na. Das Redoxpaar lautet entsprechend Na+/Na. Zink verdrängt Kupfer aus seinem Salz. Zn+CuCl2->ZnCl2+Cu. Die Redoxteilgleichung lautet Cu2+ + 2 Elektronen stehen im Gleichgewicht zu Cu. Entsprechend ergibt sich für das Redoxpaar. Cu2+/Cu. Wir können aber auch das Redoxpaar unter Beteiligung von Zink wählen. Dann schreiben wir Zn2+ + 2 Elektronen stehen im Gleichgewicht mit Zn. Als Redoxpaar erthält man entsprechend Zn2+/Zn. Für die letzte Reaktion haben wir beide Redoxteilreaktionen formuliert. Wir können verallgemeinern: Für jede Redoxreaktion gibt es zwei korrespondierende Redoxpaare.   4. Zusammenfassung Jede Redoxreaktion zeichnet sich durch ständig wiederholende Eigenschaften aus. Nehmen wir zum Beispiel die bekannte Reaktion des Zinks mit Salzsäure. Man kann für jede Redoxreaktion zwei Teilreaktionen formulieren, so auch für das gewählte Beispiel. Die erste Redoxteilreaktion ist die Oxidation des Zinks, die man an der Elektronenabgabe erkennt. Die zweite Teilreaktion ist die Reduktion der Protonen, die man an der Elektronenaufnahme erkennt. Redoxteilreaktionen sind umkehrbar. Aus zwei Redoxteilreaktionen entstehen folglich zwei korrespondierende Redoxpaare. Für die Beispielreaktion ergeben sich die korrespondierenden Redoxpaare Zn2+/Zn und 2H+/H2. Nach Vereinbarung schreibt man die oxidierte Form links, die reduzierte Form rechts.   Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute! Auf Wiedersehen!                                          

Informationen zum Video
1 Kommentar
  1. Default

    Dank Herr Otto macht mir Chemie jezt sogar spaß! Viel besser kann man es eigentlich gar nicht erklären;) danke!

    Von Cg8000, vor mehr als einem Jahr