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Wie stellt man eine Redoxgleichung auf?

Eine Redoxreaktion ist ein chemischer Prozess, bei dem Elektronenübertragungen zwischen den beteiligten Elementen stattfinden, wodurch Oxidation (Verlust von Elektronen) und Reduktion (Gewinn von Elektronen) auftreten. Das Aufstellen einer Redoxreaktion beinhaltet das Ausbalancieren der Anzahl von Elektronen, die in diesen Reaktionen übertragen werden, um die Reaktion korrekt darzustellen.

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Team Digital
Wie stellt man eine Redoxgleichung auf?
lernst du in der 8. Klasse - 9. Klasse - 10. Klasse - 11. Klasse

Wie stellt man eine Redoxgleichung auf? Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Wie stellt man eine Redoxgleichung auf? kannst du es wiederholen und üben.
  • Beschrifte die Reaktionsgleichung zur Stahlherstellung (Redoxreaktion).

    Tipps

    Die Edukte (auch Reaktanten oder Ausgangsstoffe) sind die Stoffe, die eine Reaktion eingehen.

    Das Eisen$\ce{(III)}$-oxid wird in dieser Reaktion reduziert.

    Lösung

    Bei der Stahlherstellung reagieren Eisen$\ce{(III)}$-oxid und Kohlenstoffmonoxid miteinander. Sie sind also die Edukte (auch Reaktanten oder Ausgangsstoffe).
    Bei dieser chemischen Reaktion entstehen elementares Eisen und Kohlenstoffdioxid. Das sind demnach die Produkte.

    Die Redoxreaktion ist ein bestimmter Reaktionstyp, der durch eine Elektronenübertragung gekennzeichnet ist: Ein Reaktionspartner gibt Elektronen ab, während der andere diese Elektronen aufnimmt.
    Die Teilreaktion der Elektronenabgabe wird als Oxidation bezeichnet. Im Beispiel wird also Kohlenstoffmonoxid zu Kohlenstoffdioxid oxidiert.
    Die Teilreaktion der Elektronenaufnahme ist die Reduktion. Im Beispiel wird Eisen$\ce{(III)}$-oxid zu elementarem Eisen reduziert.

  • Gib an, wie man eine Redoxreaktion aufstellt.

    Tipps

    Zuerst müssen wir wissen, welche Edukte und Produkte bei der Redoxreaktion beteiligt sind.

    Das Zusammenstellen der Gesamtreaktion kann erst dann stattfinden, wenn wir die Reduktions- und die Oxidationsreaktion aufgestellt haben.

    Erst ganz am Ende überprüfen wir, ob links und rechts des Reaktionspfeils gleich viele Atome vorhanden sind.

    Lösung

    Die Redoxreaktion ist ein bestimmter Reaktionstyp, der durch eine Elektronenübertragung gekennzeichnet ist: Ein Reaktionspartner gibt Elektronen ab, während der andere diese Elektronen aufnimmt.

    Um eine Redoxreaktion aufzustellen, müssen wir nach einem bestimmten Schema vorgehen, damit wir nicht den Überblick verlieren:

    1) Wortgleichung bilden:

    Eisen$\ce{(III)}$-oxid $+$ Kohlenstoffmonoxid $\longrightarrow$ Eisen $+$ Kohlenstoffdioxid

    2) Dazugehörige Summenformeln angeben:

    $\ce{FeO + CO -> Fe +CO2}$

    3) Teilreaktionen (Reduktions- und Oxidationsreaktion) aufstellen und Elektronen ausgleichen:

    $\begin{array}{llclclcll} \text{Red.:} & 2\, \overset{\text{+III}}{\text{Fe}}{}^{3+} & + & 6\, \text{e}^{-} & \longrightarrow & 2\, \overset{\text{0}}{\text{Fe}} & & & \\[2pt] \text{Ox.:} & 3\, \overset{\text{+II}}{\text{C}}{}^{2+} & & & \longrightarrow & 3\, \overset{\text{+IV}}{\text{C}}{}^{4+} & + & 6\, \text{e}^{-} \end{array}$

    4) Gesamtreaktion (Redoxreaktion) zusammenstellen und beteiligte Stoffe ergänzen:

    $\ce{Fe2O3 + 3CO -> 2 Fe + 3CO2}$

    5) Anzahl der beteiligten Atome kontrollieren:

    • Anzahl $\ce{Fe}$-Atome auf jeder Seite: $2$
    • Anzahl $\ce{O}$-Atome auf jeder Seite: $6$
    • Anzahl $\ce{C}$-Atome auf jeder Seite: $3$
  • Gib an, um welchen Reaktionstyp es sich bei der Herstellung von Stahl jeweils handelt.

    Tipps

    Die Oxidation ist die Elektronenabgabe.

    Eisen$\ce{(III)}$-oxid wird zu elementarem Eisen reduziert, indem Elektronen aufgenommen werden.

    In der Redoxreaktion werden die Reduktion und die Oxidation zusammengefasst.

    Lösung

    Die Herstellung von Stahl ist eine der wichtigsten Redoxreaktionen überhaupt. Um elementares Eisen aus Eisenerz zu gewinnen, muss es reduziert werden. Dazu braucht es ein Reduktionsmittel. Diese Rolle übernimmt Kohlenstoff, genauer gesagt Kohlenstoffmonoxid. Dieses Gas entsteht im Hochofen, wenn Eisenerz und Kohle zusammen erhitzt werden.

    Reduktion:
    Aus Eisen$\ce{(III)}$-oxid wird elementares Eisen.
    $\ce{Fe^{3+}} + 3 \ce{e^-} \longrightarrow \ce{Fe}$

    Oxidation:
    Aus Kohlenstoffmonoxid wird Kohlenstoffdioxid.
    $\ce{C^{2+}} \longrightarrow \ce{C^{4+}} + 2~ \ce{e^-}$

    Bevor die Teilschritte für die Redoxreaktion zusammengefasst werden, werden sie mit dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen multipliziert.

    Redoxreaktion:
    Aus Eisenoxid und Kohlenstoffmonoxid werden elementares Eisen und Kohlenstoffdioxid.
    $\ce{Fe_2O3} + 3~\ce{CO} \longrightarrow 2~ \ce{Fe} + 3~ \ce{CO_2}$

  • Vergleiche die Reaktionstypen einer Redoxreaktion.

    Tipps

    Den Reaktionstypen müssen je zwei Merkmale zugeordnet werden.

    Eisen wurde in dieser Reaktion reduziert, Kohlenstoff wurde oxidiert.

    Die Redoxreaktion fasst die beiden Teilreaktionen, Reduktion und Oxidation, zusammen.

    Lösung

    In der Chemie gibt es verschiedene Reaktionstypen. Jeder dieser Typen hat besondere Eigenschaften.
    Die Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der zwei Teilreaktionen (Oxidation und Reduktion) gleichzeitig stattfinden.
    Um eine Redoxreaktion aufzustellen zu können, müssen wir die beiden Teilreaktionen und deren Eigenschaften kennen.

    Reduktion:

    • Elektronen werden aufgenommen
    • Oxidationszahl wird kleiner

    Oxidation:
    • Elektronen werden abgegeben
    • Oxidationszahl wird größer

    Redoxreaktion:
    • Teilreaktionen werden addiert
    • fehlende Atome werden ergänzt

  • Bestimme die Summenformeln der Edukte und Produkte bei der Stahlherstellung.

    Tipps

    Der lateinische Begriff für Eisen ist „Ferrum“.

    Die Silben „mon(o)“, „di“, „tri“ und so weiter geben die Anzahl der Atome des Elements an, das im Namen danach steht.

    Die Silbe „di“ bedeutet, dass ein Atom eines Elements zweifach vorkommt.

    Lösung

    Die Herstellung von Stahl ist eine der wichtigsten Redoxreaktionen überhaupt. Um elementares Eisen aus Eisenerz zu gewinnen, muss es reduziert werden. Dazu braucht es ein Reduktionsmittel. Diese Rolle übernimmt Kohlenstoff, genauer gesagt Kohlenstoffmonoxid. Dieses Gas entsteht im Hochofen, wenn Eisenerz und Kohle zusammen erhitzt werden.

    In der Reaktionsgleichung stellen wir Edukte und Produkte mit deren Summenformeln dar:

    • Die beiden Reaktionspartner sind Eisen$\ce{(III)}$-oxid $\ce{(Fe_{2}O_3)}$ und Kohlenstoffmonoxid $\ce{(CO})$. Diese nennt man Edukte (auch Reaktanten oder Ausgangsstoffe).
    • Die genannten Edukte reagieren zu Eisen $\ce{(Fe)}$ und Kohlenstoffdioxid $\ce{(CO_2)}$. Das sind die entstandenen Produkte.

  • Entscheide, um welchen Reaktionstyp es sich handelt.

    Tipps

    Die Oxidation ist die Elektronenabgabe.

    Bei der Reduktion wird die Oxidationszahl kleiner.

    Die Redoxreaktion fasst die Reduktion und die Oxidation zusammen.

    Lösung

    Die Redoxreaktion ist ein bestimmter Reaktionstyp, der durch eine Elektronenübertragung gekennzeichnet ist: Ein Reaktionspartner gibt Elektronen ab, während der andere diese Elektronen aufnimmt.
    Die Teilreaktion der Elektronenabgabe ist die Oxidation (Ox.). Das ist daran zu erkennen, dass die Oxidationszahl größer wird.
    Die Reduktion (Red.) findet dann statt, wenn Elektronen aufgenommen werden. Auch das erkennen wir leicht an der Oxidationszahl: Sie wird kleiner.
    Die Redoxreaktion (Redox.) addiert die beiden Teilreaktionen.



    Beispiel 1:

    Red.: $\ce{2H+ +2e- ->H2}$
    Ox.: $\ce{Zn -> Zn^2+ +2e-}$
    Redox.: $\ce{Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2}$


    Beispiel 2:

    Red.: $\ce{Cl2 + 2e- -> 2Cl-}$
    Ox.: $\ce{Mg -> Mg^2+ + 2e-}$
    Redox.: $\ce{Mg +Cl2 -> MgCl2}$


    Beispiel 3:

    Red.: $\ce{Cu^2+ + 2e- -> Cu}$
    Ox.: $\ce{H2 -> 2H^+ + 2e-}$
    Redox.: $\ce{CuO + H2 -> Cu + H2O}$


    Beispiel 4:

    Red.: $\ce{Cl2 + 2e- -> 2Cl-}$
    Ox.: $\ce{Al -> Al^3+ + 3e-}$
    Redox.: $\ce{2Al + 3Cl2 -> 2AlCl3}$