Aufgaben

Bestimme in folgenden Molekülen alle Oxidationszahlen:

a)

b)

c)

d)

e)

Lösung zu Teilaufgabe a)

Atome die in elementarer From vorliegen erhalten immer die Oxidationszahl 0.

Lösung zu Teilaufgabe b)

Die Oxidationszahl eines einfachen Ions entspricht der elektrischen Ladung des Teilchens. Somit erhält das zweifach positiv geladene Zinkion die Oxidationszahl +II.

Lösung zu Teilaufgabe c)

Die Oxidationszahl eines Sauerstoffatoms in einem Molekül entspricht immer -II, die von eines Wasserstoffatoms immer +I. Da die Summe aller Oxidationszahlen in einem ungeladenen Molekül gleich 0 ist, muss das Schwefelatom die Oxidationszahl +VI besitzen.

Lösung zu Teilaufgabe d)

Wie bei Teilaufgabe c) entspricht die Oxidationszahl von Sauerstoff in Molekülen immer -II. Da die Summe der Oxidationszahlen in einem aus mehreren Atomen zusammengesetzten Ion der Gesamtladung des Ions entsprechen muss, und das vorliegende Sulfat-Ion zweifach negativ geladen ist, muss das Schwefelatom die Oxidationszahl +VI besitzen.

Lösung zu Teilaufgabe e)

Die Oxidationszahl eines Sauerstoffatoms in einem Molekül entspricht immer -II, die von eines Wasserstoffatoms immer +I. Da die Summe aller Oxidationszahlen in einem ungeladenen Molekül gleich 0 ist, muss das Kohlenstoffatom die Oxidationszahl -I besitzen.

Begründe, warum folgende chemische Reaktionen Redoxreaktionen sind:

a) Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff

b) Reaktion von Kupfer (II)-oxid mit Zink

Lösung zu Teilaufgabe a)

Reaktionsgleichung aufstellen:

Oxidationszahlen bestimmen:

Begründung:

Die Oxidationszahlen der Atome ändern sich mit der Reaktion.

Die Wasserstoffatome werden oxidiert, sie geben jeweils ein Elektron ab und ihre Oxidationszahl erhöht sich somit jeweils von 0 zu +I. Die Sauerstoffatome werden reduziert, sie nehmen jeweils zwei Elektronen auf und ihre Oxidationszahl verringert sich von 0 zu -II.

Somit handelt es sich hierbei um eine Redoxreaktion.

Lösung zu Teilaufgabe b)

Reaktionsgleichung aufstellen:

Oxidationszahlen bestimmen:

Begründung:

Die Oxidationszahlen der Atome ändern sich mit der Reaktion.

Das Zinkatom wird oxidiert, es gibt zwei Elektronen ab und seine Oxidationszahl erhöht sich somit von 0 zu +II. Das Kupferatom wird reduziert, es nimmt zwei Elektronen auf und seine Oxidationszahl verringert sich von +II zu 0.

Somit handelt es sich auch hierbei um eine Redoxreaktion.

Bestimme für die folgenden im basischen Milieu ablaufende Redoxreaktionen jeweils die Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion:

a)

b)

c)

Lösung zu Teilaufgabe a)

1) Bestimmen der Oxidationszahlen

2) Betrachtung der Oxidationszahlen auf Edukt- und Produktseite der jeweils zusammengehörenden Atome:

Vergrößert sich die Oxidationszahl des Atoms so handelt es sich um die

Oxidation:

Die Oxidationszahl des Calciumatoms vergrößert sich von 0 auf +II.

Verkleinert sie sich, so handelt es sich um die

Reduktion:

Die Oxidationszahl der Chloratome verkleinert sich von 0 auf -I.

Lösung zu Teilaufgabe b)

1) Bestimmen der Oxidationszahlen

2) Betrachtung der Oxidationszahlen auf Edukt- und Produktseite der jeweils zusammengehörenden Atome:

Vergrößert sich die Oxidationszahl des Atoms so handelt es sich um die

Oxidation:

Die Oxidationszahl der Kohlenstoffatome vergrößert sich von +II auf +IV.

Da die Reaktion im basischen Milieu abläuft, muss die durch die abgebenen Elektronen auf der Produktseite entstandene Ladung mit Hydroxidionen auf der Eduktseite ausgeglichen werden. Damit die Atome auf Produkt- und Eduktseite übereinstimmen, muss zuletzt noch mit Wasser ergänzt werden.

Verkleinert sich die Oxidationszahl des Atoms so handelt es sich um die

Reduktion:

Die Oxidationszahl der Eisenatome verkleinert sich von +III auf 0.

Da die Reaktion im basischen Milieu abläuft, muss die durch die aufgenommenen Elektronen auf der Eduktseite entstandene Ladung mit Hydroxidionen auf der Produktseite ausgeglichen werden. Damit die Atome auf Produkt- und Eduktseite übereinstimmen, muss zuletzt noch mit Wasser ergänzt werden.

Lösung zu Teilaufgabe c)

1) Bestimmen der Oxidationszahlen

2) Betrachtung der Oxidationszahlen auf Edukt- und Produktseite der jeweils zusammengehörenden Atome:

Vergrößert sich die Oxidationszahl des Atoms so handelt es sich um die

Oxidation:

Die Oxidationszahl der Kohlenstoffatome in den Formaldehydmolekülen vergrößert sich von 0 auf +II.

Verkleinert sich die Oxidationszahl des Atoms so handelt es sich um die

Reduktion:

Die Oxidationszahl der Sauerstoffatome verkleinert sich von 0 auf -II.

Stelle zu folgender chemischen Reaktion zunächst die Reaktionsgleichung auf und arbeite daran die gelernte Schrittfolge zur Bestimmung der RedOx-Gesamtreaktion ab:

Permanganationen () reagieren im sauren Milieu mit Chloridionen zu elementarem Chlor und Mangan(II)-Ionen.

1) Aufstellen der gegebenen Edukte und Produkte

2) Bestimmen der Oxidationszahlen

Das Manganatom erhält die Oxidationszahl +VII, da das Manganation einfach negativ geladen ist, die Summe seiner Oxidationszahlen somit -I ergeben muss, und vier Sauerstoffatome enthalten sind, welche jeweils die Oxidationszahl -II besitzen.

3) Aufstellen der Teilgleichungen

Die Oxidationszahl des Manganatoms verringert sich, die der Chloratome erhöht sich. Somit werden die Chloratome oxidiert, und das Manganatom reduziert.

Jedes Chloratom gibt ein Elektron ab, somit erhöht sich die Oxidationszahl jeweils von -I auf 0.

Das Manganatom nimmt fünf Elektronen auf und verringert seine Oxidationszahl somit von +VII auf +II. Zusätzlich muss ein Ladungsausgleich mit Oxoniumionen erfolgen, da die Reaktion im sauren Milieu abläuft. Zuletzt muss noch der Teilchenausgleich mit Wassermolekülen durchgeführt werden.

4) Aufstellen der Gesamtgleichung

Zunächst vergleicht man die abgegebenen Elektronen bei der Oxidation mit den aufgenommenen bei der Reduktion. Dabei fällt auf, dass nur zwei Elektronen abgegeben werden, aber fünf aufgenommen werden. Damit die Anzahl übereinstimmt, musst man also die Oxidationsgleichung mit 5 multiplizieren und die Reduktionsgleichung mit 2.

Nun stimmt die Elektronenanzahl bei Oxidation und Reduktion überein:

Die Gesamtgleichung kann aufgestellt werden:

Abschließend kann die Gleichung noch zusammengefasst und gekürzt werden, sodass sich für die finale Form folgende Reaktionsgleichung ergibt:

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