1.2 Erstellung einer Redoxreihe
Allgemein: Metallatome können als Reduktionsmittel, Metallkationen als Oxidationsmittel reagieren. Durch Kombination eines beliebigen Metalls mit den Kationen eines anderen Metalls (bzw. dessen Salz) kann daher die relative Stärke eines Oxidations- bzw. Reduktionsmittels bestimmt werden.
Problem: Welches Metall (Zink, Kupfer, Silber, Eisen) sind stärkere Reduktionsmittel.
Experiment: vgl. AB Redoxreaktionen – Elektronenübergangreaktionen
Beobachtung:
| Zn²⁺ | Cu²⁺ | Fe²⁺ | Ag¹⁺ | |
| Zn | x |
rotbrauner Feststoff |
Eisenniederschlag | Silberüberzug |
| Cu | nichts | x | nichts | Silberüberzug |
| Fe | nichts | rotbrauner Feststoff | x | Silberüberzug |
| Ag | nichts | nichts | nichts | x |
Auswertung:
Welche Teilchen liegen vor der Reaktion vor?
Cu + Zn²⁺ ⇨ keine Reaktion
Fe + Zn²⁺ ⇨ keine Reaktion
Cu + Fe²⁺ ⇨ keine Reaktion
Zn + Fe²⁺ ⇨ Eisenniederschlag
Zn + Cu²⁺ ⇨ rotbrauner Niederschlag
Fe + Cu²⁺ ⇨ rotbrauner Niederschlag
Ag + Zn²⁺ ⇨ keine Reaktion
Ag + Cu²⁺ ⇨ keine Reaktion
Ag + Fe²⁺ ⇨ keine Reaktion
Ag¹⁺ + Zn ⇨ Silberüberzug
Ag¹⁺ + Cu ⇨ Silberüberzug
Ag¹⁺ + Fe ⇨ Silberüberzug
Wie liegen die Teilchen in wässriger Lösung vor?
Als Ionen mit einer Hydrathülle; Schreibweise z.B. Zn²⁺ (aq)
Wie lassen sich die Beobachtungen erklären? Formuliert für stattfindende Reaktionen die
- Teilreaktionen,
- Teilchenreaktion,
- Reaktionsgleichung und
- unter Umständen dazugehörige Redoxschemata.
Reagenzglas 4: Zn-Elektrode in Eisen(II)-chloridlösung
Lösung
Oxidation: Zn → Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻
Reduktion: Fe²⁺ (aq) + 2 e⁻ → Fe
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Eigentliche Reaktion: Zn + Fe²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Fe
Teilchengleichung: Zn + Fe²⁺(aq) + 2 Cl⁻ (aq) → Zn²⁺(aq) + 2 Cl⁻(aq) + Fe
Reaktionsgleichung: Zn + FeCl₂ → ZnCl₂ + Fe
Redoxschema:
Reagenzglas 5: Eisennagel in Kupfer(II)-sulfatlösung
Reagenzglas 6: Zinkelektrode in Kupfer(II)-sulfatlösung
Reagenzglas 10,11,12: Zink/Eisen/Kupferelektrode in Silber(I)-nitratlösung
Die Erklärung, warum und wie manche Reaktionen ablaufen findet man auch wieder in den Redox-Schemata; Überlegt euch, wie diese für die Reaktionen aussehen.
Zusammenfassung: Redoxreaktionen laufen bevorzugt (freiwillig) so ab, dass das stärkere Reduktionsmittel mit dem stärkeren Oxidationsmittel zum schwächeren Reduktionsmitten und zum schwächeren Oxidationsmittel reagiert.