Kurs Elektrochemie -- Redoxreaktionen -- Elektrolyse -- Bedeutung

Präsentation zum Thema: "Kurs Elektrochemie -- Redoxreaktionen -- Elektrolyse -- Bedeutung"—  Präsentation transkript:

1 Kurs Elektrochemie -- Redoxreaktionen -- Elektrolyse -- Bedeutung
-- Anwendungen

2 Redoxreaktionen Vom Protonenübergang zum Elektronenübergang
Reaktion von Chlorwasserstoff mit Wasser: Reaktion von Ammoniak mit Salpetersäure:

3 Redoxreaktionen Vom Protonenübergang zum Elektronenübergang
Reaktion von Chlorwasserstoff mit Wasser: Reaktion von Ammoniak mit Salpetersäure: H I H-N̅-H + H-O-N=O  H-N+-H + IO̅-N=O I II I H O H

4  + + ̅

5 Redoxreaktionen Vom Protonenübergang zum Elektronenübergang
Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff: Reaktion von Magnesium mit Brom:

6 Redoxreaktionen Vom Protonenübergang zum Elektronenübergang
Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff: 2Mg + O2  2MgO 2Mg  2Mg2+ + 4e— O2 + 4e— 2 O2 — Reaktion von Magnesium mit Brom: Mg + Br2  MgBr2 Mg  Mg e— Br2 + 2e—  2Br —

7 Formuliere die Elektronenbewegung in der äußeren Schale.

8 Redoxreaktion: Oxidation ist die Abgabe von Elektronen Reduktion ist die Aufnahme von Elektronen Reaktionen, bei denen Elektronenübergänge stattfinden, werden als Reduktions-Oxidations-Reaktionen oder kurz Redoxreaktionen bezeichnet Ein Stoff der Elektronen abgibt, heißt Reduktionsmittel. Durch die Elektronenabgabe wird er oxidiert. Ein Stoff der Elektronen aufnimmt, heißt Oxidationsmittel. Durch die Elektronenaufnahme wird er reduziert. Analog korrespondierender Säure-Base-Paare spricht man von korrespondierenden Redoxpaaren. Redoxreaktionen sind (wie Säure-Base-Reaktionen) umkehrbar.

9 Formuliere die allgemeine Gleichung:

10 Oxidationszahl: Die Oxidationszahl eines Atoms in einem Teilchen gibt die gedachte Ladung an, die dieses Atom erhält, wenn man sich das Teilchen nur aus Atomionen aufgebaut denkt. Atome mit im Vergleich kleinerer Elektronegativität geben Elektronen ab. Atome mit im Vergleich größerer Elektronegativität nehmen Elektronen auf.

11 CH4 CH3OH CH2(OH)2 = HCHO HCOOH HOCOOH

12 Regeln zur Ermittlung der Oxidationszahl
(in der Reihenfolge anzuwenden!): Ein Metallatom bekommt eine positive Oxidationszahl. Das Fluoratom bekommt immer –I Wasserstoff bekommt +I Sauerstoff bekommt –II Ein Halogenatom bekommt –I Aufgabe: Gib die Oxidationszahlen in LiH an.

13 Beim Chemieunglück in Tianjin (China) wurden unter anderen Calciumcarbid
und Ammoniumnitrat frei. Aufgabe: Formuliere die Reaktionsgleichung von Calciumcarbid mit Wasser. Gib anschließend die Oxidationszahlen der beteiligten Teilchen an. Aufgabe: Ammoniumnitrat zerfällt beim Erwärmen in Lachgas und Waser: NH4NO3 → N2O + 2 H2O Gib die Oxidationszahlen der beteiligten Teilchen an.

14 Aufstellen von Redoxgleichungen:
Aufstellen der Teilgleichung für die Oxidation Angabe des Redoxpaares und ermitteln des Elektronenübergangs aus den Oxidationszahlen 2. Aufstellen der Teilgleichung für die Reduktion: Ausgleich zusätzlicher Atome (z. B. Sauerstoff aus dem Wasser entsteht) Ladungsausgleich beim vorliegenden pH-Wert 3. Aufstellen der Gesamtgleichung Ermitteln des kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Elektronen in den Teilgleichungen. Multiplikation der Teilgleichungen mit den entsprechenden Faktoren. Addition der Teilgleichungen.

15 pH-Abhängigkeit von Redoxreaktionen

16 KMnO4: Kaliumpermanganat stellt ein starkes Oxidationsmittel dar, sodass es als Desinfektionsmittel und Algizid in der Lage ist, Trinkwasser aufzubereiten. Gegenüber Chlor hat es zudem den Vorteil, geschmacksneutral zu sein. In Lösung liegt das violette Permanganat-Ion vor, welches ein stark pH-abhängiges Redoxpotential besitzt:

17 In der Analytik verwendet man es für Titrationen ("Manganometrie").
pH=14 E°= V E°= V pH=0 E°=+1.51 V In der Analytik verwendet man es für Titrationen ("Manganometrie"). Der Endpunkt der Titration im sauren Milieu ist an einer bleibenden Rosafärbung zu erkennen (bedingt durch noch vorhandenes MnO4-).