Oxidationszahlen

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Die Oxidationszahl wird auch Oxidationsstufe genannt und gibt an, welche Ladung ein Atom in einem Molekül hypothetisch als Ionenladung besitzt. 

Sie gibt an, wie viele Elementarladungen ein Atom innerhalb einer Verbindung formal aufgenommen bzw. abgegeben hat, wie z.B. bei einer Redoxreaktion.


Die Oxidationszahl eines Atoms ist also in einer chemischen Verbindung formal ein Maß zur Angabe der Verhältnisse der Elektronendichte um dieses Atom. 

Eine positive Oxidationszahl zeigt an, dass die Elektronendichte gegenüber seinem Normalzustand verringert ist,  während einer negative Oxidationszahl anzeigt, dass die Elektronendichte um das Atom erhöht ist.


Kurz gefasst:


  • Oxidationszahl gibt hypothetische Ionenladung an
  • Oxidationszahl ist ein Maß um die Verhältnisse der Elektronendichte anzugeben
    •  positiv = Elektronendichte des Atoms verringert
    • negativ = Elektronendichte des Atoms erhöht




Wie bestimme ich die Oxidationszahlen?


Mithilfe der Lewis-Formel  kannst du ganz einfach die Oxidationszahlen bestimmen. Für jedes Atom wird die Oxidationszahl so berechnet:


  1. Bestimme die Summe der freien Elektronenpaare und der Elektronen, die aus dem Anziehen der gemeinsamen Elektronenpaaren gewonnen werden.

  2. Diese Summe ziehst du von der Zahl der Valenzelektronen ab.

  3. Fertig!


Achtung

Beachte, dass bindende Elektronenpaare zwischen den Atomen des gleichen Elements gleichermaßen geteilt werden. Sie haben nämlich eine homonukleare Bindung.


Beispiel für Oxidationszahlen anhand Ethanol und Essigsäure:


Quelle: periodni.com


Auf dem obigen Bild zeigt a) die Lewis Schreibweise und b) die Molekülformel. Wie du siehst, verdeutlicht die Lewis Schreibweise viel besser, woher die Oxidationszahlen kommen. R ist eine Abkürzung für jede Gruppe, die an dem Rest der Moleküle durch eine C-C Einfachbindung verbunden ist. Wie du siehst bleibt die Oxidationszahl des Zentralatoms durch den Tausch der -Gruppe mit E unverändert.


Wenn du die organischen Verbindungen und Formeln mit mehreren gleichartigen Atomen beziehst, sind Molekülformeln einfacher zu verarbeiten, als mit den durchschnittlichen Oxidationszahlen, wie du bei d) sehen kannst.


Organische Verbindungen können so umgeschrieben werden, dass alles, was sich nicht bis zur C-C Bindung verändert, mit der Abkürzung R ausgetauscht wird, wie bei c). Im Unterschied zu den Radikalen in der organischen Chemie kannst du R nicht als Wasserstoff darstellen. Da auf dem obigen Bild die Elektronen zwischen zwei Kohlenstoffatomen gleichermaßen verteilt sind, verändert die R-Gruppe nicht die Oxidationszahl vom Kohlenstoffatom, an dem sie gebunden ist.



Regeln zur Bestimmung der Oxidationszahlen


Folgende Liste an Regeln soll dir helfen, die Oxidationszahlen ganz einfach zu bestimmen:

  • Atome im elementaren Zustand haben immer die Oxidationszahl 0.
    elementarer Zustand = 0

  • Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationszahl der Ionenladung
     Oxidationszahl einatomiger Ionen  = Ladung

  • Fluor, das elektronegativste Element, hat in allen Verbindungen die Oxidationszahl -1.
    Fluor = -1

  • Alkalimetalle (1. Hauptgruppe) haben stets +1 als Oxidationszahl.
    Alkalimetalle = +1

  • Erdalkalimetalle (2. Hauptgruppe) haben stets +2 als Oxidationszahl.
    Erdalkalimetalle = +2


  • Sauerstoff hat in der Regel immer die Oxidationszahl -2. Ausnahmen sind in Peroxiden (), dann hat es -1, und in Verbindung mit Fluor (), dann hat es +2.
    Sauerstoff immer = -2, außer bei  = -1 und mit Fluor = +2

  • Wasserstoff hat in Verbindungen mit Nichtmetallen die Oxidationszahl +1. In Metallhydriden (LiH, ) hat Wasserstoff die Oxidationszahl -1.
    Wasserstoff mit Nichtmetallen = +1 und mit Metallhydriden = -1


  • Die Summe der Oxidationszahlen aller Atome einer mehratomigen neutralen, also ungeladenen Verbindung ist gleich 0.

  • Die Summe der Oxidationszahlen aller Atome eines mehratomigen Ions ist gleich der Gesamtladung dieses Ions.



Regeln zur Bestimmung der Oxidationszahlen für organische Verbindungen


Für organische Verbindungen musst du folgende Regeln beachten:

  • Für ein C-Atom in organischen Verbindungen ergibt sich die Oxidationszahl durch Addition der folgenden Werte -1 für jedes anhängende H-Atom, 0 für jedes anhängende C-Atom und +1 für jede Bindung zu einem Heteroatom wie O, N, S, Br, Cl usw.

  • Zum Beispiel:
    • Propen:
    • Laurinsäure:
    • Di-tert-butylperoxid:
    • Diisopropylether:
    • Dibenzylsulfid:
    • Cystein:





Oxidationszahlen Tabelle


Folgende Tabelle zeigt die Oxidationszahlen der Elemente:



Element

Element Symbol

Oxidationszahlen

Lithium

Li

+I

Natrium

Na

+I, -I

Kalium

K

-I, +I

Wasserstoff

H

+I, -I

Beryllium

Be

+II

Magnesium

Mg

+II

Kalzium

Ca

+II

Bor

B

+III

Aluminium

Al

+III

Kohlenstoff

C

-IV, -III, -II, -I, 0, +I, +II, +III, +IV

Silizium

Si

-IV, -II. -I, +II, +IV

Stickstoff

N

-III, -II, -I, , 0, +I, +II, +III, +IV, +V

Phosphor

P

-III, -II, -I, 0. +I, +II, +III, +IV, +V

Sauerstoff

O

-II, -I, +I, +II

Schwefel

S

-II, -I, 0, +I, +II, +III, +IV, +V, +VI

Fluor

F

-I

Chlor

Cl

-I, +I, +III, +IV, +V, +VII

Brom

Br

-I, +I, +III, +V, +VII

Iod

I

-I, +I, +III, +V, +VII

Helium

He

0

Neon

Ne

0

Argon

Ar

0

Eisen

Fe

-II, -I, 0, +I,+II, +III. +IV, +V, +VI

Kupfer

Cu

+I, +II, +III, +IV

Gold

Au

-I, +I, +II, +III, +V

Silber

Ag

+I, +II, +III, +IV

Platin

Pt

-II, -I, 0, +II, +IV. +V, +VI

Cobalt

Co

-I, 0, +II, +III, +IV, V

Zink

Zn

+I, +II




Oxidationszahlen - Alles Wichtige auf einen Blick!


Zum Schluss haben wir dir das Wichtigste zusammengefasst:


  • Die Oxidationszahl gibt die Ladung eines Atoms nach ionischer Annäherung an.
  • Zur Berechnung solltest du die Liste mit den Regeln und die Tabelle heranziehen.


Gut gemacht! Nachdem du alles fleißig durchgelesen hast, solltest du nun wissen, wie man die Oxidationszahlen bestimmt. :) Weiter so!



Finales Oxidationszahlen Quiz

Frage

Wird eine violette Kaliumpermanganat Lösung mit Natriumsulfit und 3 Tropfen Schwefelsäure versetzt, entfärbt sich die Lösung vollständig.

 

  1. Begründen Sie die Beobachtung.
  2. Was müsste man am Versuch verändern, um einen braunen Niederschlag, oder
  3. eine Grünfärbung der Lösung zu erhalten?
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Antwort

  1.  Wird eine Permanganat-Lösung (MnO4-) im sauren reduziert, so entsteht stets das farblose Mangan (II) Ion.
  2. Einen braunen Niederschlag wird erhalten, wenn Permanganat-Ionen (MnO4-) im neutralen reduziert werden es entsteht Braunstein (MnO2) bei dem Mangan eine Oxidationszahl von +4 besitzt. - Man dürfte keine Schwefelsäure zugeben.
  3. Eine Grünfärbung wird erhalten, wenn Permanganat-Ionen (MnO4-) im basischen reduziert werden. Dann entsteht das MnO42- mit Mangan in der Oxidationsstufe +6. - Man müsste anstatt Schwefelsäure Natriumhydroxid zugeben.



Frage anzeigen

Frage

Die Reduktion von Nitrat-Ionen durch Eisen(II) zu Stickstoffmonoxid in saurer Lösung und die anschließende Komplexbildung wird als Nachweisreaktion für Nitrat-Ionen genutzt.


Entwickeln Sie ausgehend von Teilgleichung, die Gleichung in Ionenschreibweise für die beschriebene Redoxreaktion

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Antwort

Ox.:   Fe²⁺ ⇌ Fe³⁺ + e⁻

Red.:  NO₃⁻ + 4H₃O⁺ + 3e⁻ ⇌ NO + 6H₂O

 

Redox: NO₃⁻ + 4H₃O⁺ + 3Fe²⁺⇌ 3Fe³⁺ + NO + 6H₂O

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Frage

Erläutern Sie unter Einbeziehung der Teilgleichung, dass es sich um eine Redoxreaktion handelt. Um Welche Sonderform der Redoxreaktion handelt es sich.



Im Labor kann man reinen Stickstoff durch Erhitzen einer Lösung herstellen, die Ammonium- und Nitrit-Ionen enthält, wobei folgende Reaktion abläuft:

 

 

NH₄⁺ + NO₂⁻   ⇌        N₂ + 2H₂O


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Antwort

Ox.:     2NH₄⁺ + 8H₂O            ⇌ 8H₃O⁺ + 6e⁻ + N₂

Red.:   2NO₂⁻ + 8H₃O⁺ + 6e⁻   ⇌ N₂ + 12H₂O

 

Redox: 2NH₄⁺ + 2NO₂⁻           ⇌ 2N₂ + 4H₂O


Redoxreaktion sind chemische Reaktionen bei denen Oxidation und Reduktion gleichzeitig ablaufen. Es findet ein Elektronenübergang vom Reduktionsmittel zum Oxidationsmittel über. Es findet eine Änderung der Oxidationszahlen statt

 

Ammonium-Ionen geben Elektronen ab; sie werden zu Stickstoff-Molekülen oxidiert und sind das Reduktionsmittel. Nitrit-Ionen nehmen Elektronen auf, sie werden zu Stickstoff-Molekülen reduziert und sind das Oxidationsmittel. Es findet ein Elektronenübergang statt.

 

Es handelt es sich hierbei um eine Komproportionierung (oder Synproportionierung). Das ist eine Sonderform der Redoxreaktion bei dem ein Molekül von höherer Oxidationszahl (NO₂⁻) und ein Molekül von niederer Oxidationszahl (NH₄⁺) zu einem Molekül mittlerer Oxidationszahl (N₂) reagieren.

 

Frage anzeigen

Frage

Rutil (TiO2) wird in einem Großtechnischen Verfahren mit Koks (Kohlenstoff) vermischt und in Chlorgas zu Titan(IV)chlorid und Kohlenmonoxid umgesetzt. Entwickeln Sie für diese Umsetzung die Reaktionsgleichung und begründen Sie unter Einbeziehung von Teilgleichungen die Reaktionsart.

 


 

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Antwort

Ox.:   TiO₂ + 2C ⇌ Ti⁴⁺ + CO₂ + 4e⁻

Red.:  Cl₂ + 2e⁻ ⇌ 2Cl⁻

Redox: TiO₂ + 2C + 2Cl₂ ⇌ TiCl₄ + CO₂



Es handelt sich um eine Redoxreaktion, da Elektronenübergang stattfindet. Dabei wird der Kohlenstoff zu Kohlenstoffmonoxid oxidiert (Erhöhung der Oxidationszahl) und Chlor zu Chlorid-Ionen reduziert (Erniedrigung der Oxidationszahl).

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Frage

Ergänze den folgenden Satz mit der  richtigen Zahl:

 

Elementverbindungen und Elemente haben immer die Oxidationszahl ____.

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Antwort

3

Frage anzeigen

Frage

Ergänze folgenden Satz mit dem richtigen Begriff: 


Die Summe der Oxidationszahlen muss der Ladung des ____ entsprechen.

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Antwort

Atoms

Frage anzeigen

Frage

Welche Oxidationszahl hat Fluor in einer Verbindung (außer F2).

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Antwort

-1

Frage anzeigen

Frage

Erkläre den Begriff Redoxreaktion.

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Antwort

Als Redoxreaktionen werden Reaktionen bezeichnet, bei denen ein Elektronenübergang erfolgt. Dabei bedeutet Oxidation eine Elektronenabgabe und Reduktion eine Elektronenaufnahme.

Frage anzeigen

Frage

Was gibt die Oxidationszahl an? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Oxidationszahl ist eine gedachte Ladung, die man erhält, wenn man die Bindungselektronen jeweils dem Atom mit der größeren Elektronegativität zuordnet.

Frage anzeigen

Frage

Nenne 6 Regeln zur Festlegung der Oxidationszahl.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Elemente haben die Oxidationszahl 0
  2. In Molekülen ist die Summe aller Oxidationszahlen 0
  3. Bei Ionen ist die Oxidationszahl gleich der Ladung
  4. Metalle haben stets eine positive Oxidationszahl
  5. H-Atom: +1
  6. O-Atom: –2
Frage anzeigen

Frage

Nenne die 5 Schritte zur Formulierung der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Aufstellen des Redoxpaares mit stöchiometrischen Koeffizienten 
  2. Elektronenausgleich durch Vergleich der Oxidationszahlen (Fakto- ren und Indexzahlen beachten!) 
  3. Falls nötig: Ladungsausgleich mit H3O+-Ionen (im Sauren) oder OH–-Ionen (im Alkalischen)
  4. Falls nötig: Stoffausgleich mit H2O-Teilchen 
  5. Überprüfen der Teilgleichung
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Frage

Erkläre den Begriff galvanische Zelle. 

Antwort anzeigen

Antwort

Eine galvanische Zelle besteht aus zwei Halbzellen und kann elektrische Energie liefern. 

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Vorgänge im DANIELL-Element in Worten.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Atome im Zink-Stab geben Elektronen ab und gehen als Zn2+-Ionen in Lösung. Die freigesetzten Elektronen wandern durch die Kabel zur Oberfläche des Kupfer-Stabes, wo sie Cu2+-Ionen aus der Lösung zu elementaren Cu-Atomen reduzieren. Der Ladungsausgleich zwischen den Halbzellen erfolgt durch eine Wanderung von Sulfat-Ionen durch das Diaphragma von der Cu / Cu2+-Halbzelle in die Zn / Zn2+-Halbzelle.

Frage anzeigen

Frage

Wie werden die Standardredoxpotenziale ermittelt?

Antwort anzeigen

Antwort

Für die Messung kombiniert man die zu messende Halbzelle unter Standardbedingungen mit einer Standardwasserstoffelektrode zu einem galvanischen Element und misst die auftretende Leerlaufspannung. Diese entspricht dem zu messenden Standardredoxpotenzial, da E0(H2/2H+) = 0 V.

Frage anzeigen

Frage

Was versteht man unter dem Begriff Standardbedingungen?

Antwort anzeigen

Antwort

Temperatur: 25 °C

Druck: 1013 mbar

Konzentration: 1 mol/l

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Vorgänge bei einer Elektrolyse.

Antwort anzeigen

Antwort

Bei einer Elektrolyse wird eine Redoxreaktion durch Zufuhr von elek-trischem Strom erzwungen. Dabei zersetzt sich der beteiligte Elektrolyt.

Frage anzeigen

Frage

Was sind Primärelemente?

Antwort anzeigen

Antwort

Galvanische Elemente, die nicht wiederaufladbar sind („Batterien“) z. B. Zink-Kohle-Batterie

Frage anzeigen

Frage

Was sind Sekundärelemente?

Antwort anzeigen

Antwort

Galvanische Elemente, die sich durch Zufuhr elektrischer Energie wieder aufladen lassen („Akkus“) z. B. Blei-Akkumulator

Frage anzeigen

Frage

Was sind Brennstoffzellen?

Antwort anzeigen

Antwort

Galvanische Elemente, deren Edukte nachgefüllt werden können z. B. Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen

Frage anzeigen

Frage

Erkläre den Begriff Redoxreaktion.

Antwort anzeigen

Antwort

Als Redoxreaktionen werden Reaktionen bezeichnet, bei denen ein Elektronenübergang erfolgt. Dabei bedeutet Oxidation eine Elektronenabgabe und Reduktion eine Elektronenaufnahme.

Frage anzeigen

Frage

Was gibt die Oxidationszahl an? 

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Antwort

Die Oxidationszahl ist eine gedachte Ladung, die man erhält, wenn man die Bindungselektronen jeweils dem Atom mit der größeren Elektronegativität zuordnet.

Frage anzeigen

Frage

Nenne 6 Regeln zur Festlegung der Oxidationszahl.

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Antwort

  1. Elemente haben die Oxidationszahl 0
  2. In Molekülen ist die Summe aller Oxidationszahlen 0
  3. Bei Ionen ist die Oxidationszahl gleich der Ladung
  4. Metalle haben stets eine positive Oxidationszahl
  5. H-Atom: +1
  6. O-Atom: –2
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Frage

Nenne die 5 Schritte zur Formulierung der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Aufstellen des Redoxpaares mit stöchiometrischen Koeffizienten 
  2. Elektronenausgleich durch Vergleich der Oxidationszahlen (Fakto- ren und Indexzahlen beachten!) 
  3. Falls nötig: Ladungsausgleich mit H3O+-Ionen (im Sauren) oder OH–-Ionen (im Alkalischen)
  4. Falls nötig: Stoffausgleich mit H2O-Teilchen 
  5. Überprüfen der Teilgleichung
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Frage

Erkläre den Begriff galvanische Zelle. 

Antwort anzeigen

Antwort

Eine galvanische Zelle besteht aus zwei Halbzellen und kann elektrische Energie liefern. 

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Frage

Beschreibe die Vorgänge im DANIELL-Element in Worten.

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Antwort

Die Atome im Zink-Stab geben Elektronen ab und gehen als Zn2+-Ionen in Lösung. Die freigesetzten Elektronen wandern durch die Kabel zur Oberfläche des Kupfer-Stabes, wo sie Cu2+-Ionen aus der Lösung zu elementaren Cu-Atomen reduzieren. Der Ladungsausgleich zwischen den Halbzellen erfolgt durch eine Wanderung von Sulfat-Ionen durch das Diaphragma von der Cu / Cu2+-Halbzelle in die Zn / Zn2+-Halbzelle.

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Frage

Wie werden die Standardredoxpotenziale ermittelt?

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Antwort

Für die Messung kombiniert man die zu messende Halbzelle unter Standardbedingungen mit einer Standardwasserstoffelektrode zu einem galvanischen Element und misst die auftretende Leerlaufspannung. Diese entspricht dem zu messenden Standardredoxpotenzial, da E0(H2/2H+) = 0 V.

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Frage

Was versteht man unter dem Begriff Standardbedingungen?

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Antwort

Temperatur: 25 °C

Druck: 1013 mbar

Konzentration: 1 mol/l

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Frage

Beschreibe die Vorgänge bei einer Elektrolyse.

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Antwort

Bei einer Elektrolyse wird eine Redoxreaktion durch Zufuhr von elek-trischem Strom erzwungen. Dabei zersetzt sich der beteiligte Elektrolyt.

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Frage

Was sind Primärelemente?

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Antwort

Galvanische Elemente, die nicht wiederaufladbar sind („Batterien“) z. B. Zink-Kohle-Batterie

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Frage

Was sind Sekundärelemente?

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Antwort

Galvanische Elemente, die sich durch Zufuhr elektrischer Energie wieder aufladen lassen („Akkus“) z. B. Blei-Akkumulator

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Frage

Was sind Brennstoffzellen?

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Antwort

Galvanische Elemente, deren Edukte nachgefüllt werden können z. B. Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen

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Frage

Was ist eine Reduktion?

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Antwort

Wenn ein Stoff Elektronen aufnimmt, wird er reduziert.

Elektronenaufnahme = Stoff reduziert

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Frage

Nenne ein Beispiel zur Reduktion durch Abgabe von Sauerstoff.

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Antwort

Zum Beispiel wenn ein rotes Quecksilberoxid in Quecksilber und und Sauerstoff gespalten wird.

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Frage

Erkläre, was passiert wenn du Kupfer(II)-oxid (CuO) in Wasserstoffstrom erhitzt.

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Antwort

  • entsteht

metallisches Kupfer (Cu)

  • Weil der Wasserstoff mit dem Sauerstoff des Kupfer(II)-oxid
    Wasser bildet
  • Es wird dem Kupfer(II)-oxid der Sauerstoff entzogen



Frage anzeigen

Frage

Was passiert wenn du Kupfer(II)-oxid zusammen mit Kohlenstoff (C) in einem Reagenzglas unter einem Gasbrenner erhitzt?

Antwort anzeigen

Antwort

Du erhältst einmal Kupfer und einmal

Kohlenstoffdioxid

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei der Reduktion durch Aufnahme von Wasserstoff?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Es werden auch hier Elektronen aufgenommen
  • Es wird ein Proton, sowie ein Elektron aufgenommen
  • Da das Wasserstoff aber wenig elektronegativ geladen ist, zieht jedes andere Atom das Wasserstoffelektron zu sich hin, wenn es eine Verbindung mit “H” eingeht
  • eher eine Aufnahme von Elektronen als eine Aufnahme von Wasserstoff
Frage anzeigen

Frage

Nenne ein Beispiel zur Reduktion durch Aufnahme von Wasserstoff.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Acetaldehyd
  • nimmt Wasserstoff

    auf, sodass Ethanol entsteht

Frage anzeigen

Frage

Was ist die aktuelle Funktion einer Reduktion?

Antwort anzeigen

Antwort

Aufnahme von Elektronen oder auch die Verringerung der Oxidationszahl  

Frage anzeigen

Frage

Nenne ein Beispiel zur aktuellen Funktion einer Reduktion.

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Antwort

  • Wenn ein Eisennagel in eine Kupfersulfatlösung gestellt wird, bildet sich auf dem Nagel ein rotbrauner Belag von metallischem Kupfer
  • Weil die Eisenatome Elektronen

    an de Kupferionen abgeben

  • Das Kupfer wird dabei reduziert und das Eisen oxidiert

Frage anzeigen

Frage

Wie wird die Galvanische Zelle noch genannt?

Antwort anzeigen

Antwort

galvanisches Element oder galvanische Kette

Frage anzeigen

Frage

Wo wird die Galvanische Zelle verwendet?

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Antwort

in Batterien und Akkumulatoren

Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Charakteristik der Galvanischen Zelle?

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Antwort

die Teilspannung bzw. eingeprägte Spannung

Frage anzeigen

Frage

Welche Funktion hat eine Galvanische Zelle?

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Antwort

  • Die Funktion der galvanischen Zelle kommt von der Redoxreaktion
  • Räumlich getrennt laufen nämlich in je einer Halbzelle Reduktion und Oxidation ab
  • Es wird elektrische Energie gewonnen
Frage anzeigen

Frage

Wie wird der Stromkreis geschlossen?

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Antwort

Um den Stromkreis zu schließen, werden die beiden Halbzellen mit einem Elektronenleiter und einem

Ionenleiter verbunden.

Frage anzeigen

Frage

Woher hat die Galvanische Zelle ihren Namen?

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Antwort

  • Vom italienischen Arzt Luigi Galvani
  • Er entdeckte, dass ein Instrument aus verschiedenen Metallarten Muskelzuckungen bei sich berührenden Froschschenkeln auslöst
  • Da das entstandene Redox-System als galvanisches Element Spannung aufbaut, sodass Strom fließen kann
Frage anzeigen

Frage

Wann entsteht immer eine Galvanische Zelle?

Antwort anzeigen

Antwort

Jedes mal wenn zwei unterschiedliche Metalle in einer Elektrolytlösung sind, entsteht eine

Spannung (galvanische Zelle)

Frage anzeigen

Frage

Nenne ein Beispiel, aus dem eine Galvanische Zelle entstehen kann.

Antwort anzeigen

Antwort

z.B. aus Kupfer- und Silberelektroden kann ein galvanisches Element erzeugt werden

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht aus Kupfer- und Silberelektroden ein

galvanisches Element?

Antwort anzeigen

Antwort

  • An der Kupferelektrode gehen mehr Cu2+ Ionen in Lösung als Cu Ionen wieder abscheiden
  • Da das Kupfer Elektronen an die Elektrode abgibt, sobald es in die Lösung geht, lädt sich die

    Elektrode negativ auf → Wird zur Anode

  • An der Silberelektrode scheiden sich hingegen mehr Ag+ Ionen an der Elektrode ab, als in
    Lösung gehen

  • Deswegen gibt es an der Silberelektrode Elektronenmangel und sie lädt sich
    positiv auf → wird zur Kathode

Frage anzeigen

Frage

Wie lautet der Experiment Aufbau für die Erzeugung einer galvanischen Zelle aus Kupfer- und Silberelektroden?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Dazu taucht man die Kupferelektrode in Kupfersulfat-Lösung und die Silberelektrode in Silbernitratlösung
  • Dann werden sie durch ein Draht, den Elektronenleiter, mit Voltmeter und einem Ionenleiter verbunden
Frage anzeigen

Frage

Warum fließt noch kein Strom,  wenn die zwei Elektroden elektrisch leitend verbunden werden?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Weil es an der Kupferelektrode einen Überschuss an Cu2+ Ionen gibt und die Lösung sich stark positiv auflädt
  • Daher gehen nur so viele Kupferionen in Lösung, wie sich gleichzeitig wieder an der Elektrode abscheiden
  • Ähnliches passiert in der Silbernitratlösung, nur dass sich die Lösung negativ auflädt, da vom neutralen Silbernitrat nur die negativ geladenen Nitrat-Ionen übrig bleiben
Frage anzeigen
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