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Stichwortverzeichnis



Reaktionsarten










Reaktionsarten

Redoxreaktionen


  • Elektronenaufnahme und Elektronenabgabe bei chemischen Reaktionen sind miteinander gekoppelt
  • Es handelt sich um Reaktionen mit Elektronenübergang
  • Die Oxidation ist der Teilschritt der Reaktion bei der Elektronen abgegeben werden
  • Die Reduktion ist der Teilabschnitt der Reaktion bei der Elektronen aufgenommen werden
  • Den Gesamtvorgang bezeichnet man als Redoxreaktion

Oxidation:
Elektronenabgabe
Reduktion:
Elektronenaufnahme
Oxidationsmittel:
Elektronenakzeptor = Teilchen was Elektronen aufnimt
Reduktionsmittel:
Elektronendonator = Teilchen was Elektronen abgibt
korrespondierendes Redoxpaar:
Teilchen die über Elektronenabgabe oder Aufnahme miteinander verknüpft sind


Bsp.:Redoxreaktion

Sauerstoff ist
Magnesium ist
  • Elektronenakzeptor
    • (Aufnehmer)
  • Oxidationsmittel
    • ermöglicht die Oxidation
  • Elektronendonator
    • (Abgeber)
  • Reduktionsmittel
    • ermöglicht die Reduktion


Bsp.:Redoxreaktion

Betrachtung von Oxidationszahlen


  • Oxidationszahlen sind gedachte oder tatsächlich vorhandene Ionenladungen von Atomen oder Atomgruppen in einer Verbindung
  • Bei Redoxreaktionen ändert sich im Reaktionsverlauf die Oxidationszahlen
    • Oxidation: Oxidationszahlen werden größer
    • Reduktion: Oxidationzahlen werden kleiner
    • Freie Elemente besitzen die Oxidationszahl +/- 0
  • Die Teilschritte einer Redoxreaktion lassen sich auch einzeln formulieren. Bei komplizierten Redoxreaktionen ist es manchmal zweckmäßig, zunächst die Teilschritte zu formulieren und daraus dann die Gesamtreaktion herzuleiten

Bsp.: Reaktion von Zink mit Bromwasserstoff:





Reduktionsmittel
Oxidationsmittel
Oxidation: Zn Zn2+  +  2e- Zn
Zn2+
Reduktion: 2 H+  +  2e- H2 H2
H+
Gesamt: Zn  +  2 H  +  2e- Zn2+  +  2e-  +  H2

Redoxreaktion:
Zn  +  2H+
Zn2+  +  H2




Dissoziation



  • Sind chemische Reaktionen, in dessen Ergebnis frei bewegliche Ionen auftreten.
  • Dissoziationen sind umkehrbare Reaktinen
    • Es ist daher üblich in der Gleichung einen Doppelfeil zu setzen


  • Dissoziation unter Einfluss von Wassermolekülen
    • Bsp.:
      • NaCl    Na+  +  Cl-
      • CaCl2    Ca2+  +  2 Cl-
    • Dissoziation mit Wasser tritt auf weil es zur Reaktion zwischen den polaren Wassermolekülen und den polaren Ionen der Ionenkristalle kommt
    • Gibt es nicht nur bei ionischen Verbindungen, sondern auch bei polaren Atombindungen
      • HCl    H+  +  Cl-
      • H2  2 H+  +  O2-
  • Dissoziation unter Einfluss von Wärmeenergie (thermische Dissoziation)
    • Nur bei Salzen und Metalloxiden (Ionenverbindungen)
    • Unter Einfluss von Wärme werden die Schwingungen im Ionengitter so groß, dass das Gitter zerbricht und die Ionen frei beweglich werden
    • Bsp: PbCl2; Al2S3; AgBr; AlCl3

Reaktionen von Säuren und Basen


  • Säuren:
    • Säuren sind Stoffe die in wässriger Lösung bei der Dissoziation Wasserstoffionen bilden
    •  
      Säuren
      Wasserstoffion
      +
      Säurerestion


      (Proton)
      (Anion)
      HCl
      H+(aq)
      +
      Cl-(aq)
      Chlorwasserstoff

      Wasserstoffion
      Chloridion


      Salzsäure
    • Weitere Säuren:
      •  
        Salpetersäure
        HNO3
        H+  +  NO3-
        Nitration
        Phosphorsäure
        H3PO4
        3 H+  +  PO43-
        Phosphation
        Schwefelsäure
        H2SO4
        2 H+  +  SO42-
        Sulfation
        Schweflige Säure
        H2SO3
        2 H+  +  SO32-
        Sulfition
        Flusssäure
        HF
        H+  +  F-
        Fluoridion
        Kohlensäure
        H2CO3
        2 H+  +  CO32-
        Carbonation
        Perchlorsäure
        HClO4
        H+  +  ClO4-
        Perchloration

    • Reaktion von Säuren mit (unedlen) Metallen
      • Säure-Metall-Reaktion
    • Nachweis von Säuren
      • Mit Säure-Base-Farbindikator
      • Unitest (Universalindikator) färbt sich von gelb nach rot
    • Herstellung sauerstoffhaltiger Säuren
      • ... werden durch Auflösen von Nichtmetalloxiden in Wasser hergestellt:
      • Nichtmetalloxid + Wasser    Säure
      •        SO          +     H2   H2SO4
      •        CO2          +     H2   H2CO3
  • Hydroxide und Laugen
    • Hydroxide dissoziieren in wässriger Lösung nach folgendem Schema
    • Hydroxid
      Metallion
      +
      Hydroxidion
      KOH
      K+
      +
      OH-
      Kaliumhydroxid

      Kaliumion

      Hydroxidion
    • Hydroxide: Bestehen (in der Regel) aus Metallkation und ein- oder mehrerer Hydroxidionen
    • Base: Dissoziiert in Wasser nach oben angegebenen Schema
    • Lauge: Wässrige Lösung des Hydroxides
    • Formeln der Hydroxide
      • LiOH  Lithiumhydroxide            Li+  +  OH-
      • Ca(OH)2  Calciumhydroxid    Ca2+  +  2 OH-
      • Al(OH)3  Aluminiumhydroxid    Al3+ + 3 OH-
    • Herstellung von Hydroxiden
      • Auflösen von Metalloxid in Wasser
        • Metalloxid + Wasser    Hydroxid (Lösung)
        •    CaO       +    H2O         Ca(OH)2
      • Auflösen von unedlen Metallen in H2O
        • unedles Metall  +  Wasser   Hydroxid (Lösung) + Wasserstoff
        •      Ca              +   2 H2        Ca(OH)2         +    H2

pH-Wert



Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration (1909 - Sörensen)





extrem sauer
< 3,0
sehr stark sauer
3,0 -3,9
stark sauer
4,0 - 4,9
mäßig sauer
5,0 - 5,9
schwach sauer
6,0 - 6,9
neutral
7,0
schwach alkalisch
7,1 - 8,0
mäßig alkalisch
8,1 - 9,0
stark alkalisch
9,1 - 10,0
sehr stark alkalisch
10,1 - 11,0
extrem alkalisch
> 11,0

Neutralisationen


  • Sind Reaktionen zwischen Säuren und Basen. Im Ergebnis jeder Neutralisation entsteht Wasser und ein Salz
Base
+
Säure
Salz
+
Wasser
Ätzkali +
Salpetersäure Kaliumnitrat


KOH
+
HNO3
KNO3
+
H2O

Natronlauge

+

Schwefelsäure


Natriumsulfat



2 NaOH
+
H2SO4
Na2SO4
+
H2O







Calciumhydroxid
+ Phosphorsäure
Calciumposphat


3 Ca(OH)2
+
2 H3PO4
Ca3(PO4)2
+
H2O








2007-03-07

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