Alltagsrelevante Redoxreaktionen

Präsentation zum Thema: "Alltagsrelevante Redoxreaktionen"—  Präsentation transkript:

1 Alltagsrelevante Redoxreaktionen
Chemie Fachreferat, 31. März 2008

2 Gliederung: Redoxreaktionen Die Verbrennung Der Hochofenprozess
Begriffsklärung Redoxreaktionen in der Geschichte Ablauf einer Redoxreaktion Die Verbrennung Vorraussetzungen Verlauf & Arten der Verbrennung Beispiel: Korrosion von Eisen Der Hochofenprozess Aufbau und Ablauf chemischer Prozess

3 Redoxreaktion: Begriffe
Oxidation Elektronenabgabe; der oxidierte Stoff besitzt eine höhere Oxidationszahl Reduktion Elektronenaufnahme; der reduzierte Stoff besitzt eine niedrigere Oxidationszahl

4 Redoxreaktion: Begriffe
Oxidationsmittel ist derjenige Stoff der Elektronen aufnimmt und somit die Oxidation ermöglicht Reduktionsmittel ist derjenige Stoff der Elektronen abgibt und somit die Reduktion ermöglicht

5 Redoxreaktion: Begriffe
Redoxvorgang Oxidation und Reduktion sind miteinander gekoppelt und laufen gleichzeitig ab Oxidationszahlen geben Auskunft über den “Oxidationszustand” eines Stoffes

6 Oxidationszahlen: Regeln
EN Partner < OZ < EP Partner Im Grundzustand Oxidationszahl 0 Stellung im PSE Halogene  -1 Sauerstoff  -2 Alkalimetalle  +1

7 Oxidationszahlen: Regeln
Ionenladung = Oxidationszahl Cl⁻  -1 Mg²⁺  +2 Summe OZ = Ionenladung SO₄²⁻  S = +6, O₄ = -2

8 Redoxreaktionen: Geschichte
Oxidation Sauerstoffübertragung Reduktion Metall aus Metalloxid gewinnen

9 Redoxreaktion: Ablauf
Oxidation A → A⁺ + e⁻ Stoff A gibt als Reduktionsmittel (Donator) ein Elektron ab Reduktion B + e⁻ → B⁻ Das Elektron wird vom Oxidationsmittel (Akzeptor) B aufgenommen Redoxreaktion A + B → A⁺ + B⁻ Stoff A gibt ein Elektron an Stoff B ab

10 Die Verbrennung Oxidation verläuft exotherm
Abgabe von Licht, Wärme und flüchtigen Stoffen Verbrennungsgeschwindigkeit und Entzündungstemperatur sind wichtige Parameter

11 Verbrennung: Entzündungstemperaturen
Beispiele Stoff ϑ in °C Benzin Heizöl 650 Holz 300

12 Verbrennung: Verbrennungswärme
Beispiele Stoff Q in KJ Holz (1kg) 12 000 Erdgas (1m³) 38 000 Magnesium (1kg) 14 950 Kupfer (1kg) 2 000

13 Verbrennung: Vorraussetzungen
Brennbares Material Oxidationsmittel Richtige Mengenverhältnis Gute Vermischung von Material und Oxidationsmittel Katalysator kann beschleunigen oder erst ermöglichen

14 Verbrennung: Arten Explosion (schlagartige Verbrennung)
Plötzlicher Temperatur- und Druckanstieg Volumenausdehnung Freisetzung von großen Energiemengen Entstehung einer Druckwelle

15 Mehlstaubexplosion

16 Verbrennung: Arten Vollständige Verbrennung
Entstehung von Feuer mit Flammenerscheinung

17 Verbrennung: Arten Unvollständige Verbrennung Geringe Sauerstoffzufuhr
Niedrige Verbrennungstemperatur Entstehung von giften Gasen wie Kohlenmonoxid CO oder polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

18 Verbrennung: Arten Die langsame Verbrennung
Bildung einer Metalloxidschicht Verläuft ohne Feuererscheinung Unterhalb der Entzündungstemperatur

19 Verbrennung: Korrosion
Definition Die von der Oberfläche ausgehende Zerstörung von Werkstoffen durch unbeabsichtigte chemische bzw. elektrochemische Reaktionen mit Stoffen aus der Umwelt bezeichnet man als Korrosion

20 Verbrennung: Korrosion

21 Der Hochofenprozess Wind (Cowpern) Schmelzzone Kohlungszone
Reduktionszone Trocken- und Vorwärmezone Rohstoffeinfüllung Ausströmendes Gichtgas Säule aus Erz, Koks und Kalkstein Schlackentfernung Roheisenentnahme Gichtgasauslass

22 Der Hochofenprozess Hochofen Brausenstein (1736)
Hochofen der Dillinger Hütte

23 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit