Gewinnung von Metallen Oxidationen und Reduktionen

Metalle und Metalloxide Erhitzt man Eisenpulver Fe und Kupferoxid Cu2O als Gemisch in einem Reagenzglas, so beobachtet man Folgendes: Das Gemisch glüht auf, die Stoffe reagieren also chemisch miteinander. Nach dem Abkühlen findet man ein neu entstandener Stoff: Kupfer Cu Chemie M. Hügli

Metalle und Metalloxide Auswertung: Der Sauerstoff O2 des Ausgangsstoffs Kupferoxid Cu2O muss sich bei dieser Reaktion vom Kupfer Cu entfernt haben. Darum können wir das Element Kupfer Cu im Reagenzglas sehen. Chemie M. Hügli

Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + ? Chemie M. Hügli

Der Stoff Eisen Fe ist also nicht mehr vorhanden. Bei dieser Reaktion finden wir als Reaktionsprodukt nirgends mehr die Stoffeigenschaften von Eisen Fe. Der Stoff Eisen Fe ist also nicht mehr vorhanden. Der Sauerstoff O2 des Kupferoxids Cu2O hat sich bei dieser Reaktion an das Eisen Fe gebunden. Chemie M. Hügli

Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3 Chemie M. Hügli

Reduktion Kupferoxid wird zu Kupfer reduziert. Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3 Reduktion Chemie M. Hügli

Reduktion Wird einem Oxid der Sauerstoff O2 entzogen, so wird das Oxid reduziert. Wird also dem Kupferoxid Cu2O der Sauerstoff O2 entzogen, sagt man, dass Kupferoxid Cu2O zu Kupfer Cu reduziert wird. Chemie M. Hügli

Oxidation Eisen wird zu Eisenoxid Fe2O3 oxidiert. Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3 Oxidation Chemie M. Hügli

Oxidation Wird ein Metall mit Sauerstoff O2 verbunden, so wird das Metall oxidiert. Wird also Eisen Fe mit Sauerstoff O2 verbunden, sagt man, dass Eisen zu Eisenoxid oxidiert wird. Chemie M. Hügli

REDOX Bei Reaktionen, bei denen Sauerstoff O2 mit einem anderen Stoff verbunden wird, wird meist der eine Stoff (z.B. das Metalloxid) reduziert und der andere gleichzeitig oxidiert. Man spricht darum von den RED(-uktion)OX(-idation)-Reaktionen. Chemie M. Hügli

Oxidationsmittel Stoffe, die in der Lage sind, andere Stoffe zu oxidieren, also einem anderen Stoff Sauerstoff abzugeben, nennt man Oxidationsmittel. Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3 Kupferoxid ist hier das Oxidationsmittel. Kupferoxid wird als Oxidationsmittel selber aber reduziert! Chemie M. Hügli

Reduktionsmittel Stoffe, die in der Lage sind, andere Stoffe zu reduzieren, also Sauerstoff von einem anderen Stoff an sich zu binden, nennt man Reduktionsmittel. Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3 Eisen ist hier das Reduktionsmittel. Eisen wird als Reduktionsmittel selber aber oxidiert! Chemie M. Hügli

Bindungsbestreben Warum wechselt aber Sauerstoff vom Kupferoxid zum Eisen und bleibt nicht einfach dort? Metalle haben unterschiedliche Bestreben, sich mit Sauerstoff O2 zu binden. Eisen Fe hat das grössere Bestreben, sich mit Sauerstoff O2 zu binden als dies Kupfer Cu hat. Chemie M. Hügli

Bindungsbestreben Je grösser das Bindungsbestreben eines Metalls zu Sauerstoff O2 ist, umso stärker wirkt es als Reduktionsmittel. Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3 Eisen Fe ist hier sicher das stärkere Reduktionsmittel als Kupfer Cu. Starkes Reduktionsmittel schwaches Reduktionsmittel Magnesium Zink Eisen Kupfer Chemie M. Hügli

Bestreben zur Sauerstoffabgabe Je grösser das Bestreben eines Metalloxides Sauerstoff abzugeben, umso stärker wirkt es als Oxidationsmittel. Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3 Kupferoxid ist hier sicher das stärkere Oxidationsmittel als Eisenoxid. schwaches Oxidationsmittel starkes Oxidationsmittel Magnesiumoxid Zinkoxid Eisenoxid Kupferoxid Chemie M. Hügli

Thermitreaktion Fe2O3 + 2 Al 2 Fe + Al2O3 Chemie M. Hügli

Eisengewinnung im Hochofen Wir reduzieren mit Hilfe von Kohlenstoff C Eisenoxid Fe2O3 zu Eisen Fe. V1 S 60 Chemie M. Hügli