Biologie und Chemie für Schülerinnen und Schüler am Gymnasium

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Aluminothermische Verfahren ist eine Redoxreaktion...

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7. Das Aufstellen von Reaktionsgleichungen für Redoxreaktionen

Um chemische Sachverhalte besser zu verstehen und dann vereinfacht darzustellen wendet der Chemiker die chemische Gleichung an. Das ist die Sprache der Chemie: international gültig und eindeutig. Diese Art der Verständigung ist erlernbar. Wenn du einige Grundregeln kennst, dann kannst auch du sie anwenden.

Soll die Reaktionsgleichung für eine Redoxreaktion entwickelt werden, dann sind die Stoffmengen der korrespondierenden Redoxpaare aufeinander abzustimmen. Das wird so gemacht, dass die Anzahl der abgegebenen Elektronen bei der Oxidation und die Anzahl der aufgenommenen Elektronen bei der Reduktion gleich ist.

Beispiel:

Gibt man zu einer gelben Eisen(III)- chloridlösung eine farblose Lösung, die Iodid- Ionen enthält, so färbt sich die Lösung dunkel.

Bei Zugabe von Stärke erfolgt eine Iod-Stärke-Reaktion (es tritt Violettfärbung auf), bei der also molekulares Jod nachgewiesen wird.

Aus den Eisen(III)- Ionen entstehen Eisen(II)- Ionen, also die nächste Oxidationsstufe, die von Eisen bekannt ist.

1. Stellen wir die Wortgleichung für diese Reaktion auf:

Eisen(III)- Ionen +Iodid- IonenPfeilEisen(II)- Ionen +Jod

2. Wir stellen nun die Formeln für die reagierenden Teilchen auf und schreiben die Oxidationszahlen über jedes einzelne Teilchen:

+3-1+20
Fe3+ +I-PfeilFe2+ +I2

3. Nun stellen wir die Teilgleichungen für die reagierenden Teilchen auf, in dem wir die Anzahl der übergehenden Elektronen hinzufügen:

Oxidation:2 I-pfeilI2 + 2e-
Reduktion:Fe3+ + e-pfeilFe2+

Bei der Oxidation zweier Iodid- Ionen zum Iod- Molekül sind zwei Elektronen nötig. (Iod kommt immer molekular vor.) Da für die Reduktion der Eisen(III)- Ionen nur ein Elektron vonnöten ist, muss diese Teilgleichung mit 2 multipliziert werden, damit die Anzahl der ausgetauschten Elektronen gleich ist.

4. Nach der Multiplikation ergeben sich folgende Teilgleichungen:

Oxidation:2 I-pfeilI2 + 2e-
Reduktion:2Fe3+ + 2e-pfeil2Fe2+

5. Werden beide Teilgleichungen miteinander kombiniert ergibt sich die Redoxreaktionsgleichung in Ionenschreibweise:

2Fe3+ +2I-pfeil2Fe2+I2

Und wir erkennen auch unsere korrespondierenden Redoxpaare wieder:

Oxidationsmittel (Om) nimmt Elektronen auf

Reduktionsmittel (Rm) gibt Elektronen ab.

Die Iodid- Ionen geben Elektronen ab, sind also Reduktionsmittel. Sie reagieren zu Iod- Molekülen, werden also zum Oxidationsmittel (erstes korrespondierendes Redoxpaar).

Dieser Vorgang läuft in der Teilreaktion 1, also der Oxidation ab.

Die Eisen(III)- Ionen nehmen Elektronen auf, sind also Oxidationsmittel. Sie reagieren zu Eisen(II)- Ionen, werden also zum Reduktionsmittel (zweites korrespondierendes Redoxpaar).

Dieser Vorgang läuft in der Teilreaktion 2, also der Reduktion ab.

Wenn nun die Teilreaktion Oxidation mit 1 (mit dem ersten korrespondierenden Redoxpaar) und die Teilreaktion Reduktion mit 2 (mit dem zweiten korrespondierenden Redoxpaar) bezeichnet werden, so ergeben sich folgende korrespondieren Redoxpaare:

Fe3+ +2I-pfeil2Fe2+ +I2
Om1 +Rm2pfeilRm1 +Om2