Lösung 5

Allgemeine Chemie AC I — Übung 5
Autor: Vittorio Sacchetti
Version: 08.11.2008 18:31:00
1. Oxidationszahlen I
Bestimme die Oxidationszahlen aller Atome in den folgenden Verbindungen.
H3PO4 CH3CHO SO2 H2SO4 NH3 H2S
+1;+5;-2 -3;+1;+1;+1;-2 +4;-2 +1;+6;-2 -3;+1 +1;-2
H2CO3
-
MnO4
2-
CrO4 HClO3 AlH3 HClO4
+1;+4;-2 +7;-2 +6;-2 +1;+5;-2 +3; -1 +1;+7;-2
NaH NaN3 N2H4 CH4 MgSO4 OsO4
+1;-1 +1; -1/3 -2;+1 -4;+1 +2;+6;-2 +8;-2
2. Oxidationszahlen II
Handelt es sich bei den nachfolgenden Reaktionen um Redox-Reaktionen?
- Falls ja, bestimme für alle Atome in der Reaktionsgleichung die Oxidationszahl und bestimme
welche Atomsorte oxidiert resp. reduziert wird.
- Falls nein, bestimme, um was für einen Reaktionstypen es sich handelt.
Gleiche für diese Aufgabe zuerst die Reaktionsgleichungen stöchiometrisch aus.
a) 2 KClO 2 KCl + O2
Oxidationszahlen: 2 K(+I)Cl(+I)O(-II) 2 K(+I)Cl(-I) + O2(0)
Redoxreaktion, Cl wird reduziert, O oxidiert.
b) 3 O2 2 O3
OZ: 3 O2 (0) 2 O3 (0)
Keine Redoxreaktion.
ACHTUNG:
Man könnte diese Reaktion formal auch als Redoxreaktion betrachten, da im Ozon je zwei
Sauerstoffatome die Oxidationszahl -1/2 haben und ein Sauerstoffatom (das in der Mitte) die
Oxidationszahl +I besitzt (wenn die mesomeren Grenzstrukuren aufgezeichnet werden, findet man
auch -I, +I, 0 oder 0, +I, -I, das führt, in Summe, zu den oben angegebenen Oxidationszahlen).
c) CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) Ca 2+
(aq) + 2 Cl -
(aq) + CO2 (g) + H2O (l)
OZ: Ca(+II)C(+IV)O(-II)3 + 2 H(+I)Cl(-I) Ca 2+ (+II) + 2Cl - (-I) +C(+IV)O(-II)2 + H(+I)2O(-II)
Protolyse-Reaktion, keine Redox.
d) PBr 3 (l) + 3 H 2O H 3PO 3 + 3 HBr
OZ: P(+III)Br(-I)3 + 3 H(+I)2O(-II) H(+I)3P(+III)O(-II)3 + 3 H(+I)Br(-I)
Protolyse, keine Redox.
e) 3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO
OZ: 3 N(+IV)O(-II) 2 + H(+I) 2O(-II) 2 H(+I)N(+V)O(-II) 3 + N(+II)O(-II)
Redoxreaktion, ein N aus NO2 wird reduziert (NO), zwei N aus NO2 werden oxidiert (HNO3).
ACHTUNG:
NO2 disproportioniert in H2O zu HNO3 („Salpetersäure“) und HNO2 („salpetriger Säure“) .
HNO2 ist nicht stabil und zerfällt weiter zu HNO3, NO und H2O. Reaktionsgleichungen:
2 NO2 + H2O HNO2 + HNO3 (1)
3 HNO2 HNO3 + 2 NO + H2O (2)
Werden die beiden Gleichungen miteinander verrechnet [3*(1) + (2) ] erhält man die in der
Aufgabenstellung gegebene Reaktionsgleichung.
3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO

f) C2H6 + 3.5 O2 2 CO2 + 3 H2O
OZ: C(-III) 2H(+I) 6 + 3.5 O 2(0) 2 C(+IV)O(-II) 2 + 3 H(+I) 2O(-II)
Redoxreaktion. C wird oxidiert, O reduziert.
g) 16 KNO3 + S8 16 KNO2 + 8 SO2
OZ: 16 K(+I)N(+V)O(-II)3 + S8 (0) 16 K(+I)N(+III)O(-II)2 + 8 S(+IV)O(-II)2
Redoxreaktion. N wird reduziert, S oxidiert.
3. Redoxreaktionen I
Was geschieht, wenn man folgende Elemente/Verbindungen zusammen reagieren lässt?
Schreibe die genaue Redox-Reaktionsgleichung mit Teilgleichungen auf (was wird
reduziert/oxidiert).
Tipp: Schaue die Reduktionspotentiale in der entsprechenden Tabelle nach.
a) Calcium und Fluor (Ca + F2)
Ca + F2 Ca 2+ + 2 F -
Oxidation: Ca Ca 2+ + 2 e -
Reduktion: F2 + 2 e - 2 F -
Redoxgleichung: Ca + F2 CaF2
b) Lithium und Iod (Li + I 2)
2 Li + I2 2 Li + + 2 I -
Oxidation: Li Li + + e - *2
Reduktion: I 2 + 2 e - 2 I -
Redoxgleichung: 2 Li + I 2 2 LiI
c) Zink und Kupferoxid (Zn + CuO)
Zn + CuO Cu + ZnO
Oxidation: Zn Zn 2+ + 2 e -
Reduktion: Cu 2+ + 2 e - Cu
Redoxgleichung: Zn + CuO Cu + ZnO
d) Eisen und Brom (Fe + Br 2)
Fe + Br2 Fe 2+ + 2 Br -
Oxidation: Fe Fe 2+ + 2 e -
Reduktion: Br 2 + 2 e - 2 Br -
Redoxgleichung: Fe + Br 2 FeBr 2

4. Redoxreaktionen II
Vervollständige die folgenden Reaktionen (ACHTUNG: Beachte die Bedingungen). Beachte die
Stöchiometrie, entscheide was als Oxidationsmittel und was als Reduktionsmittel wirkt.
-
a) MnO4 (aq) + CH3OH Mn 2+ (aq) + HCO2H (aq)
saure Bedingungen
-
4 MnO4 (aq) + 5 CH3OH + 12 H + 4 Mn 2+ (aq) + 5 HCO2H (aq) + 11 H2O
-
OM: MnO4
RM: CH3OH
2-
b) Pb(OH) 4 (aq) + ClO - (aq) PbO2 (s) + Cl -
(aq)
basische Bedingungen
2-
Pb(OH)4 (aq) + ClO - (aq) PbO2 (s) + Cl -
(aq) + 2 OH - + H2O
OM: ClO -
2-
RM: Pb(OH) 4
5. Sammlung aus alten Prüfungsaufgaben Allgemeine Chemie (nicht D-CHAB Prüfungen!)
a) Ammoniak kann als Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Säure oder Base wirken. Bestimmen
Sie die Funktion des Ammoniaks in den folgenden Gleichungen.
(i) 2 NH3 + 3 Cl2 N2 + 6 HCl (RM)
(ii) NH3 + H2O + CO2 NH4HCO3 (B)
(iii) Na + NH 3 NaNH 2 + 0.5 H 2 (OM)
(iv) NH3 + LiCH3 LiNH2 + CH4 (S)
b) Vervollständigen Sie die folgende Redoxgleichung. Welches Element wird oxidiert? Welches
reduziert?
2- -
I2 + Cl2 H3IO6 + Cl (in alkalischer wässriger Lösung)
I2 + Cl2 + OH - 2- -
H3IO6 + Cl + H2O
Oxidation:
Reduktion:
I2 (0) + Cl2(0) + O(-II)H(+I) - 2- -
H(+I)3I(+7)O(-II)6 + Cl(-I) + H(+I)2O(-II)
I2 + 18 OH - 2-
2 H3IO6 + 6 H2O + 14 e -
{ I2 (0) + 12 O(-II)H(+I) - 2- + -
2 H(+I) 3I(+7)O(-II) 6 + 6 H(+I) + 14 e }
Cl2 + 2 e - 2 Cl -
{ Cl2(0) + 2 e - 2 Cl(-I) - }
Redoxgleichung: I2 + 18 OH - 2- -
+ 7 Cl2 + 2 H3IO6 + 14 Cl + 6 H2O
*7