Oxidationszahl: Unterschied zwischen den Versionen

Aus BS-Wiki: Wissen teilen
Wechseln zu: Navigation, Suche
(Schritt 2)
(Schritt 2)
Zeile 88: Zeile 88:
  
 
==== Schritt 2 ====
 
==== Schritt 2 ====
Nun werden die [[Elektronegativität]]en (EN) der Verbindungen bestimmt (kenntlich durch Einzeichnen roter Klammern am elektronegativeren Atom). [[Sauerstoff]] (O) hat jeweils eine höhere EN als [[Phosphor]] (P) und [[Wasserstoff]] (H). Sauerstoff kann also die Elektronen stärker an sich binden. Hieraus folgt, das sauerstoff eine negative Ladung bekommt.<br>
+
Nun werden die [[Elektronegativität]]en (EN) der Verbindungen bestimmt (kenntlich durch Einzeichnen roter Klammern am elektronegativeren Atom). [[Sauerstoff]] (O) hat jeweils eine höhere EN als [[Phosphor]] (P) und [[Wasserstoff]] (H), und kann somit die Elektronen stärker an sich binden. Hieraus folgt, das Sauerstoff eine negative Ladung bekommt.<br>
  
 
==== Schritt 3 ====
 
==== Schritt 3 ====

Version vom 14. März 2007, 23:04 Uhr

Oxidationszahl
vernetzte Artikel
Elektronegativität Wertigkeit

Oxidation

Eine Oxidation ist:

Beispiel:

Mg Pfeil.gif Mg2+ + 2e-




Reduktion

Eine Reduktion ist:

  • einer vereinfachenden Definition nach eine Reaktion unter Abspaltung von Sauerstoff, z. B. die Reduktion von Eisenoxiden im Hochofen zu Roheisen
  • verallgemeinert eine Reaktion, bei der Elektronen aufgenommen werden

Beispiel:

Cl2 + 2e- Pfeil.gif 2Cl-




Redoxreaktion

Eine Redoxreaktion ist eine gleichzeitige Abspaltung und eine Aufnahme von Elektronen (Elektronenübertragung), also Oxidation und Reduktion innerhalb einer Reaktion.

Denn: Wo Elektronen abgegeben werden, müssen sie auch wieder aufgenommen werden!

Beispiel:

Mg         Pfeil.gif Mg2+ + 2e-      Oxidation, Elektronenabgabe
Cl2 + 2e- Pfeil.gif 2Cl-                Reduktion, Elektronenaufnahme
____________________________________________________________
Mg + Cl2 Pfeil.gif Mg2+ + 2Cl-   Redoxreaktion, Elektronenübertragung




Allgemeine Definition von Oxidationszahlen

Unter der Oxidationszahl eines Elements versteht man die Ladung, die ein Atom des Elements hätte, wenn die Elektronen aller von diesem Atom ausgehenden Bindungen dem jeweils stärker elektronegativeren Atom zugeordnet werden.




Regeln zur Ermittlung von Oxidationszahlen

Ordnet man formal die Bindungselektronen dem elektronegativeren Atom zu, ergeben sich folgende Regeln zur Ermittlung der Oxidationszahlen. Die Regeln sind hierarchisch, d. h. in der vorgegebenen Reihenfolge anzuwenden:

  1. Elemente haben die Ox. Null, z.B.: C, Si, N2, Fe.
  2. Fluor hat als elektronegativstes Element in seinen Verb. die Oxidationszahl –I.
  3. Metalle besitzen positive Oxidationsstufen.
  4. Wasserstoff hat in seinen Verbindungen die Oxidationszahl +I.
    Ausnahme: in Metall-Hydriden -I, weil erst die 3. Regel zu beachten ist. Beispiel: LiH.
  5. Sauerstoff hat in Verbindungen die Oxidationszahl –II.
    Ausnahmen: in Verbindungen mit Fluor pos. Ox. wg. 2. Regel; in Peroxiden wie H2O2 Ox. +I für H u. –I für O, weil die 4. Regel von höherem Rang ist.
  6. Die Ladung von Ionen entspricht ihrer Ox., in mehratomigen Ionen als Summe der Oxidationszahlen aller Atome.




Anwedung der Oxidationszahlen

Oxidationszahlen werden immer in römischen Ziffern über dem jeweilige Atom angegeben. Bei negativer Ladung werden Vorzeichen gesetzt, bei Positiver wird darauf verzichtet ( I  -II
H2S

).




Bestimmung der Oxitationszahlen anhand von Phosphorsäure (H3PO4)


Oxidationszahlen_phosphors%C3%A4ure.png


Schritt 1

Als erstes wird hier die Strukturformel aufgezeichnet.


Schritt 2

Nun werden die Elektronegativitäten (EN) der Verbindungen bestimmt (kenntlich durch Einzeichnen roter Klammern am elektronegativeren Atom). Sauerstoff (O) hat jeweils eine höhere EN als Phosphor (P) und Wasserstoff (H), und kann somit die Elektronen stärker an sich binden. Hieraus folgt, das Sauerstoff eine negative Ladung bekommt.

Schritt 3

Anhand der Regel 4 erfährt man, dass Wasserstoff die Oxidationszahl I hat, da Phosphorsäure kein Metall-Hydrid ist. Außerdem kann man an der 5. Regel erkennen, dass Sauerstoff die Oxidationszahl -II hat (siehe Schritt 2 Pfeil.gif Sauerstoff muss durch die EN eine negative Ladung haben), weil auch hier die Ausnahme bei Peroxiden nicht vorliegt. Da die Summe aller Oxidationszahlen gleich Null sein muss, kann man errechnen, das Phosphor eine Oxidationszahl von V hat.




Übungsaufgaben

Ermittle die Oxidationszahlen der folgenden Atome in folgenden Verbindungen und Ionen!

Aufgabe 1

Cl2, H2S, H2O2, CO2, ClO2, HNO3, CH4, SiH4, NH3, P4O10

Pfeil.gifHier findet ihr die Lösungen

Aufgabe 2

Fe3+, NaH, H3O+, KMnO4, CrO42-, Cr2O72-, KClO3, S2O32-

Pfeil.gifHier findet ihr die Lösungen

Aufgabe 3

Methanol, Formaldehyd, Ameisensäure, Benzol, Propan, Glucose, Propanon, Chloroform

Pfeil.gifHier findet ihr die Lösungen

Aufgabe 4

Ermittle die Oxidationszahlen für die folgenden Lebensvorgänge bzw. Stoffwechselreaktionen. Formuliere zunächst die Reaktionsgleichungen:

  • a) Atmung als Oxidation organischer Stoffe am Beispiel Glucose.
  • b) „Schwefelatmung“ der Archae-Bakterien, die Glucose mit Schwefel und Wasser zu Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid umsetzen. Der Schwefel wird bei dieser Reaktion reduziert.

Pfeil.gifHier findet ihr die Lösungen




PowerPoint Präsentation

Hier findet ihr unsere PowerPoint Präsentation zum Thema Oxidationszahlen:




Quellen

  1. Chemie heute - Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, Kapitel 8.2 , S. 130-131
  2. http://www.tomchemie.de/Mathe/4/4.2.2.1%20Oxidationszahl%20und%20Elektronegativitaet%20-%20Grundlagen.htm
  3. http://de.wikipedia.org/wiki/Oxidationszahl
Im Chemiebuch ...
findest Du weitere Informationen
zum Thema Oxidationszahl:
Chemie FOS-T

auf Seite
-

Chemie heute

auf Seite
130

Elemente Chemie

auf Seite
{{{3}}}




Autoren

  1. Lena 15:58, 10. Mär 2007 (CET)
  2. Rike 15:58, 10. Mär 2007 (CET)