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Redoxgleichung über Reaktionsschritte

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Ø 3.3 / 15 Bewertungen

Die Autor/-innen
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André Otto
Redoxgleichung über Reaktionsschritte
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Beschreibung Redoxgleichung über Reaktionsschritte

In diesem Video geht es um das Aufstellen einer Redoxgleichung anhand der Reaktionsschritte. Hier lernt ihr ein einfaches Verfahren zum Aufstellen von Redoxgleichungen. Am Beispiel der Reaktion von Kupfer mit Salpetersäure wird das Aufstellen einer Redoxgleichung über die einzelnen Reaktionsschritte gezeigt. Die Herleitung bietet Vorteile, wenn die Teilschritte chemisch verstanden wurden. Das Verfahren ist einfach und schnell und benötigt bei Kenntnis der Teilreaktionen keine Kenntnis der Oxidationszahlen. Am Ende wird noch einmal alles kurz zusammengefasst.

Transkript Redoxgleichung über Reaktionsschritte

Guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt: Redoxgleichung über Reaktionsschritte. An minimalen Vorkenntnissen solltest du besitzen: Redoxredaktionen und Oxidationszahlen. Mein Ziel ist es dich mit einem Verfahren vertraut zu machen, bei dem du die Redoxgleichung ohne Verwendung der Oxidationszahlen und des Redoxverlaufs bestimmen kannst. Das Video besteht aus 9 Abschnitten:

  1. Die Reaktion
  2. Die Wortgleichung
  3. Der Start
  4. Kupfer wird oxidiert
  5. Das Kupferoxid reagiert mit der Säure
  6. Wir notieren die Teilreaktionen
  7. Addition der Teilreaktionen
  8. Abschlusskosmetik
  9. Ergebnisse  
  10. Die Reaktion Folgendes Beispiel habe ich erwählt: Kupfer reagiert mit Salpetersäure. Den Verlauf des Versuchs wollen wir uns einmal anschauen. Schaut euch die Reaktion bitte aufmerksam an. Ich werde euch nun ein wenig helfen. Das gebildete rotbraune Gas ist Stickstoffdioxid. Die grüne Farbe rührt von Kupfer(II)-ionen her, auch die blaue Farbe nach der Wasserzugabe. Im 1. Fall war die Lösung stark sauer, im 2. Fall annähernd neutral. Wir wollen nun als 2. die Wortgleichung formulieren. Diese muss euch vom Lehrer vorgegeben werden oder von mir. Kupfer + Salpetersäure -> Kupfer(II)-nitrat + Stickstoffdioxid + Wasser Betrachten wir nun den ersten Reaktionsschritt.
  11. Der Start Es ist klar, dass die Reaktion von der Salpetersäure ausgeht, denn Kupfer ist wenig reaktiv. Salpetersäure (HNO3) ist ein starkes Oxidationsmittel. Sie ist in der Lage, aktiven Sauerstoff, d.h. atomaren Sauerstoff (O), zu bilden. HNO3 zersetzt sich. Erinnert euch! Es entstand rotbraunes Gas Stickstoffdioxid (NO2). Außerdem entstand Wasser. Das konnte man direkt nicht sehen, aber das sage ich euch. Und schließlich entstand aktiver Sauerstoff (O). Rechts haben wir 2 Wasserstoffatome, links nur 1. Wir gleichen aus und schreiben vor HNO3 eine 2. Jetzt haben wir links 2 Stickstoffatome (N) und rechts nur 1. Wir gleichen aus und schreiben vor NO2 eine 2. Die Zahl der Sauerstoffatome ist nun links und rechts gleich, jeweils 6. Damit haben wir die Teilgleichung für den 1. Reaktionsschritt erstellt. Im 2. Schritt 4. wird Kupfer oxidiert. Das ist eine relativ einfache Reaktion: Kupfer + Sauerstoff -> Kupfer(II)-oxid. Die Formelgleichung lautet Cu+O -> CuO. Damit haben wir die Teilgleichung für den 2. Reaktionsschritt erstellt und nun erfolgt der 3. und letzte Reaktionsschritt.
  12. Das Kupferoxid reagiert mit der Säure Es reagiert das Kupfer(II)-oxid (CuO) mit Salpetersäure (HNO3). Es entstehen Kupfernitrat Cu(NO3)2 und Wasser H2O. Links haben wir nur ein Nitrat-Ion (NO3) rechts 2, daher gleichen wir aus. Wir schreiben vor HNO3 eine 2. Der Rest ist ausgeglichen. Wir haben damit die Teilgleichung für den 3. Reaktionsschritt erstellt. Reaktionen dieser Art, dürften für euch gute Bekannte sein. Sie folgen dem allgemeinen Schema. Metalloxid + Säure -> Salz + Wasser
  13. Wir notieren die Teilreaktionen Der Zerfall 2er Moleküle Salpetersäure zu 2 Molekülen Stickstoffdioxid, einem Molekül Wasser und einem Atomsauerstoff, ist die 1. Teilreaktion. Im 2. Reaktionsschritt reagiert Kupfer mit Sauerstoff zu Kupfer(II)-oxid. In der 3. Teilreaktion reagiert Kupfer(II)-oxid mit Salpetersäure zu Kupfernitrat und Wasser. Eine letzte Kontrolle, ist tatsächlich alles richtig formuliert worden? Ich kann mit Freude sagen, ja!
  14. Addition der Teilreaktionen Wir schreiben nun in einer Gesamtreaktion links die Edukte und rechts die Produkte aller 3 Teilreaktionen auf. Die Verbindungen, die links und rechts, in gleicher Anzahl, vorhanden sind, können wir herausstreichen. Links und rechts jeweils 1 Sauerstoffatom, genau so links und rechts jeweils ein Molekül Kupfer(II)-oxid. So können wir das natürlich nicht stehen lassen und deshalb kommt,
  15. die Abschlusskosmetik. Die gleichen Teilchen links und rechts entfernen wir. Die Zahl der Salpetersäuremoleküle fassen wir links zu 4 zusammen. Rechts haben wir in der Summe 2 Wassermoleküle. Das Ganze wollen wir nun einmal ins Reine schreiben: 4HNO3+CU -> Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Salpetersäure + Kupfer -> Kupfer(II)-nitrat +  Stickstoffdioxid + Wasser
  16. Ergebnisse Die vorgestellte Methode zur Herleitung einer Redoxgleichung kann dann von Vorteil sein, wenn chemisches Verständnis vorhanden ist. Das Verfahren ist einfach und schnell; Oxidationszahlen werden nicht benötigt.Erfreuen wir uns noch einmal zum Ende der hergeleiteten Redoxgleichung. Das wäre es schon wieder einmal. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss.

4 Kommentare

4 Kommentare
  1. Wenn viel kommentiert wird, geht manchmal etwas zu schnell wieder weg.
    Also:
    1. "Das Video ist wirklich gut erklärt aber den schritt nummer 6 verstehe ich einfach nicht hab es mir so oft angeschaut aber ich komm einfach nicht dahinter :(
    Im 6, Schritt werden die Telreaktionen einfach addiert. Genau so geschieht das auch beim Additionsverfahren in der Mathematik.
    Unterschiede:
    (a) Hier "verschwinden" nur die Komponenten, die links und rechts gleich sind.
    (b) Ziel ist nicht, etwas "auszurechnen". Die Bruttoreaktion mit allen beteiligten Stoffen wird dann hergeleitet.
    Solltest du die Teilreaktionen vergessen haben, musst du nach vorne blättern. Gegebenenfalls schreibe dir die Teilreaktionen heraus.
    2." Wie wäre das dann mit der Reaktion von Lithium auf Sauerstoff?"
    Ich versuche einmal, das in verständliches Deutsch zu übertragen:
    Wie läuft die Reaktion von Lithium mit Sauerstoff ab?
    (a) Das habe ich bei den Alkalimetallen aufgeführt.
    (b) Diese Reaktion gehört nicht zum Thema. Sie ist "zu einfach".
    (c) Dennoch:
    4 Li + O2 ----> 2 Li2O
    Lithium ist das einzige Alkalimetall, das bei der Verbrennung ein "normales" Oxid liefert; in L2iO treffen wir die "natürlichen" Oxidationszahlen +1 für Li und -2 für O.
    Ab Natrium sieht das anders aus:
    2 Na + O2 ----> Na2O2
    Es entsteht das Peroxid Na2O2 mit der Oxidationszahl +1 für Na und der ungewöhnlichen Oxidationszahl -1 für O.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 6 Jahren
  2. Dankeschön! Das ist perfekt logisch, wie in Mathe. Mit Oxidationszahlen bin ich nicht klar gekommen, muss ich jetzt auch nicht mehr.

    Von Huyen N., vor mehr als 6 Jahren
  3. Wie wäre das dann mit der Reaktion von Lithium auf Sauerstoff?

    Von Marcus Strobl, vor mehr als 6 Jahren
  4. Das Video ist wirklich gut erklärt aber den schritt nummer 6 verstehe ich einfach nicht hab es mir so oft angeschaut aber ich komm einfach nicht dahinter :(

    Von Marketa Dorn, vor mehr als 8 Jahren

Redoxgleichung über Reaktionsschritte Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Redoxgleichung über Reaktionsschritte kannst du es wiederholen und üben.
  • Formuliere die Wortgleichung zur Reaktion von Kupfer mit Salpetersäure.

    Tipps

    Überlege dir zunächst, was bei der Reaktion eingesetzt wurde. Es waren ein Metall und eine Säure.

    Es ist eine grüne Verbindung enstanden, das Kupfer(II)-nitrat, und außerdem ein braunes Gas und eine dir gut bekannte Flüssigkeit.

    Lösung

    In dem gezeigten Experiment haben ein Metall und eine Säure miteinander reagiert. Salpetersäure ist eine oxidierende Säure und somit in der Lage, mit Kupfer zu reagieren. Dabei entsteht zum einen eine grün gefärbte Lösung. Die grüne Farbe entsteht durch die Kupferionen des entstandenen Kupfer(II)-nitrats in der Lösung. Außerdem ist deutlich ein braunes Gas zu erkennen. Bei diesem Gas handelt es sich um Stickstoffdioxid. Als drittes Reaktionsprodukt entsteht bei der Reaktion noch Wasser. Die Wortgleichung lautet demnach also:

    Kupfer + Salpetersäure $\rightarrow$ Kupfer(II)-nitrat + Stickstoffdioxid + Wasser

  • Formuliere die Teilreaktionen und die Gesamtreaktion zwischen Kupfer und Salpetersäure.

    Tipps

    In der Gesamtgleichung sind die Teilgleichungen addiert und zusammengefasst.

    Lösung

    Bei der Reaktion von Salpetersäure mit Kupfer entstehen zunächst aus der Salpetersäure Stickstoffdioxid $NO_2$, Wasser und atomarer Sauerstoff. Dieser aktive Sauerstoff ist nun in der Lage, das Kupfer im zweiten Reaktionsschritt zu Kupfer(II)oxid $CuO$ zu oxidieren. Anschließend reagiert das Kupferoxid mit der Salpetersäure zu Kupfer(II)-nitrat $Cu(NO_3)_2$.

    Die einzelnen Teilgleichungen kannst du dann zusammenfassen:

    $4~HNO_3 + Cu \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2~NO_2 + 2~H_2O$

  • Nenne die Schritte, um eine Reaktionsgleichung aus Teilgleichungen aufzustellen.

    Tipps

    Das Experiment kann dir schon verraten, welche Produkte entstehen.

    Lösung

    In einem Experiment lässt sich oft erkennen, welche Produkte aus den eingesetzten Edukten entstehen. Als erstes kannst du dann die Wortgleichung formulieren. Als nächstes stellst du dann die Formelgleichungen für die einzelnen Teilprozesse der Reaktion auf. Hierbei musst du darauf achten, dass immer genauso viele Atome einer Sorte auf der Eduktseite eingesetzt sind, wie auf der Produktseite entstehen. Ist das nicht der Fall, werden stöchiometrische Faktoren vor den Formeln ergänzt. Sind nun alle Teilgleichungen aufgestellt, werden sie addiert. Anschließend schaust du dir an, ob einige Formeln doppelt auftauchen. Sind gleiche Formeln sowohl auf Edukt- als auch auf Produktseite vorhanden, werden sie herausgestrichen. Befinden sich zwei gleiche Formeln auf einer Seite, werden sie zusammengefasst.

  • Stelle die Reaktionsgleichung zu folgender Wortgleichung auf.

    Tipps

    Die Formel von Kupfer(II)oxid kannst du aus dem Namen ableiten. Kupfer ist zweiwertig und der Sauerstoff auch. Die Formel von Wasser kennst du bestimmt auch schon.

    Lösung

    Wenn du aus einer Wortgleichung eine Formelgleichung machen willst, musst du zunächst alle Formeln der einzelnen Verbindungen aufschreiben. Als Ausgangsstoffe reagieren in diesem Fall Kupfer(II)oxid $CuO$ und Wasserstoff $H_2$. Bei der Reaktion entstehen Kupfer $Cu$ und Wasser $H_2O$. Nun musst du nur noch schauen, ob die Anzahl der Atome auf der Eduktseite gleich der Anzahl auf der Produktseite ist. In diesem Fall ist das so, da beide Stoffe im Verhältnis eins zu eins reagieren.

    $CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$

  • Beschreibe die Reaktion zur Oxidation von Kupfer mit Salpetersäure.

    Tipps

    Aus dem Kupfer wird ein Kupfersalz und aus der Salpetersäure wird ein Nichtmetalloxid.

    Lösung

    Wenn elementares Kupfer mit Salpetersäure reagiert, lassen sich die entstehenden Reaktionsprodukte sehr gut erkennen. Aus dem elementaren Kupfer entsteht das Salz Kupfer(II)-nitrat, was sich sehr gut an der grün gefärbten Lösung erkennen lässt. Aus der Salpetersäure entsteht Stickstoffdioxid. Dieses Nichtmetalloxid ist braun und gasförmig und kann sich daher auch gut beobachten lassen.

  • Formuliere die Reaktionsgleichung zu folgendem Experiment.

    Tipps

    Die beiden Ausgangsstoffe in dieser Reaktion sind Natrium und Wasser.

    Du siehst, dass bei der Reaktion ein Gas entstanden ist und eine wasserlösliche Verbindung mit Natriumionen, denn das Natrium hat sich aufgelöst.

    Das entstandene Gas ist Wasserstoff. Aus dem Natrium hat sich Natriumhydroxid gebildet.

    Lösung

    Wenn Natrium mit Wasser reagiert, dann entsteht Natriumhydroxid und Wasserstoff. Das Natrium wird also oxidiert. Erkennen lässt sich die Reaktion durch das Sprudeln des Wassers. Dieses Sprudeln entsteht, da aus dem Wasser Wasserstoff entsteht, welcher gasförmig ist. Gleichzeitig reagiert das Natrium zu Natriumhydroxid. Das lässt sich daran beobachten, dass das Natriumstückchen immer kleiner wird und schließlich vollkommen aufgelöst ist.

    $2 Na + 2 H_2O \rightarrow 2 NaOH + H_2$

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