Lernprogramm zum Erstellen von Redoxgleichungen

1. Lernprogramm zum Erstellen von Redoxgleichungen 2 HNO3 + Cu  2 NO2 + CuO + H2O HNO3 Cu ! ? NO2 H2O ? ü

2. Rein ins Übungsprogramm! Mit dem Zeichen, das hier (bei Mausbewegung) erscheint, kann man das Programm jederzeit beenden.

3. Bedienungsanleitung zum Lernprogramm: • Das Pflichtprogramm(9 Regeln mit dazugehörigen Übungen)muss seitenweise durchgearbeitet werden. Dabei immer alle Interaktionen: aufmerksam durchführen! (Zuerst lesen und nachdenken, dann anklicken! Die Interaktionen lassen sich leider nicht wiederholen! Zuviele Mausklicks führen u.U. auf falsche Seiten.) Nach Erarbeiten einer Regel (incl. Beispiel) zur weiterklicken! Die dunkelgrünen Schaltflächen dienen zum Vor- und Zurückblättern im Hauptprogramm: • Bei allen rot unterlegten Begriffen erscheint entweder eine Kurzerklärung oder man kommt durch Anklicken zu einer ausführlichen Erklärung, so dass Wissenslücken aufgefüllt werden können (= Zusatzprogramm mit hellgrünen Pfeilen: usw.) • Zettel und Stift für die Übungen bereithalten! Übung zurück Hier findet man außerdem ein Inhaltsverzeichnis (=Gehe zu->Foliennavigator)

4. Grundsätzliches zu den Redoxgleichungen: • Bei der Erstellung einer Redoxgleichung arbeitet man ausschließlich mit den reagierenden Teilchen, d. h. Begleitionen werden weggelassen (oder höchstens ganz am Schluss dazugeschrieben)! • Nachdem man die Oxidationszahlen der beteiligten Atome ermittelt hat, formuliert man in zwei getrennten Arbeitsgängen zwei Teilgleichungen (Oxidations- und Reduktionsgleichung), die anschließend zur eigentlichen Redoxgleichung „addiert“ werden. • Die Regeln dieser Übung müssen in genau der angegebenen Reihenfolge befolgt und gelernt werden, weil alle Arbeitsschritte aufeinander aufbauen!

5. So, jetzt geht´s richtig los: Langsam 4x anklicken MnO4- SO32- Mn2+ SO42- Zur Übung

6. Regel2 +VII +IV +II +VI Oxidation Reduktion +VII +IV +II +VI Zur Übung

7. Regel3 +VII +II MnO4- Mn2+ +IV +VI SO32- SO42- Oxidation Reduktion +VII +IV +II +VI MnO4- + SO32- Mn2+ + SO42- Zur Übung

8. Regel4 D OZ = 5 Red.: MnO4- Mn2+ D OZ = 2 Ox.: SO32- SO42- +VII +II Red.: MnO4- + 5e- Mn2+ +IV +VI Ox.: SO32- SO42- + 2e- Zur Übung

9. Regel5 + 8H3O+ Differenz: +8 (links: 8H3O+) Summe: +2 = +2 + 2H3O+ -2 =Summe: -2 Differenz: -2 (rechts: 2H3O+) Zur Übung

10. Regel6 12H2O 2x klicken! Differenz: - 12 3H2O 2x klicken! Differenz: 3 Zur Übung

11. Regel7 Zur Übung

12. Regel8 Zur Übung

13. Regel9 weiter

14. Glückwunsch! Du hast dich tatsächlich durch das ganze Lernprogramm hindurchgearbeitet und bekommst hiermit das „Redoxdiplom“ verliehen! Mit dem Zeichen, das hier bei Mausbewegung erscheint, kann das Programm beendet werden.

15. Übung zu Regel Nr. 1 Kaliumdichromat (Ion: Cr2O7 2- ) wird durch Eisen-(II)-chlorid (FeCl2) zu grünen Chrom-(III)-Ionen (Cr3+ ) reduziert. Als zweites Produkt entstehen Eisen-(III)-Ionen Fe 3+ . Aufgabe: Gib die Edukte sowie die Produkte in der unvollständigen Gleichungsform an! Lösung Zurückzum Hauptprogramm

16. Lösung zu Übung/Regel 1: Cr2O7 2- + Fe 2+ ---> Cr 3+ + Fe 3+ zurück

17. Übung zu Regel Nr. 2 • Aus Dichromationen (Cr2O7 2- ) und Eisen-(II)-ionen bilden sich grüne Chrom-(III)-Ionen und Eisen-(III)-Ionen. • Aufgabe: Formuliere die unvollständige Gleichung und ermittle die Oxidationszahlen sowie die Redoxpaare! Lösung Zurückzum Hauptprogramm

18. Lösung zu Übung/Regel 2: Oxidation Reduktion +III +VI +II +III Cr2O7 2- + Fe 2+ ---> Cr 3+ + Fe 3+ Redoxpaare:Cr2O7 2- /Cr 3+ und Fe2+/Fe3+ zurück

19. Übung zu Regel Nr. 3 Wir bleiben bei der Reaktion von Dichromationen mit Eisen-(II)-ionen, wobei Chrom(III)-Ionen sowie Eisen(III)-Ionen entstehen... Aufgabe: Formuliere die unvollständigen Teilgleichungen (Red., Ox.)! Lösung Zurückzum Hauptprogramm

20. Lösung zu Übung/Regel 3: Red.: Cr2O7 2- ---> Cr 3+ Ox.: Fe 2+ ---> Fe 3+ zurück

21. Übung zu Regel Nr. 4 Wir bleiben bei der Reaktion von Dichromationen mit Eisen-(II)-ionen, wobei Chrom(III)-Ionen sowie Eisen(III)-Ionen entstehen... Aufgabe: Ermittle für die unvollständigen Teilgleichungen (Red., Ox.) die Elektronenzahlen und schreibe sie auf der richtigen Seite dazu! ACHTUNG: Da auf der linken Seite der Reduktionsgleichungzwei Chromatome (Cr2O7 2-) stehen, die beide reduziert werden, muss man zuerst auf der rechten Seite mit einem Koeffizienten 2 die Atombilanz ausgleichen (Cr2O7 2- ---> 2 Cr 3+) und folgerichtig dann auch die Differenz der OZ mit 2 multiplizieren, um die Elektronenzahl zu erhalten! Lösung Zurückzum Hauptprogramm

22. Lösung zu Übung/Regel 4: • Red.: Cr2O7 2- + 6e- ---> 2 Cr 3+ (2x DOZ = 6) • Ox.: Fe 2+ ---> Fe 3+ + e- +VI +III +II +III zurück

23. 1. Übung zu Regel Nr. 5 Wir bleiben bei der Reaktion von Dichromationen mit Eisen-(II)-ionen, wobei Chrom(III)-Ionen sowie Eisen(III)-Ionen entstehen... Die Reaktion läuft in saurem Milieu ab! Aufgabe: Führe den Ladungsausgleich bei den beiden Teilgleichungen durch! (Achte darauf, ob die Oxonium-Ionen nach links oder nach rechts geschrieben werden müssen... Hinterher muss auf alle Fälle links und rechts die gleiche Anzahl Ladungen stehen.) Lösung

24. Lösung zu Übung/Regel 5/1: Red.: Cr2O7 2- + 6e- + 14 H3O+ ---> 2Cr 3+ Ladungssumme: +6 = +6 Ox.: Fe 2+ ---> Fe 3+ + e- (kein Ladungsausgleich nötig) Zur nächsten Übung! zurück

25. 2. Übung zu Regel Nr. 5 • Diese 2. Übung ist notwendig, weil man nur in sauren und neutralen Lösungen – wie gerade geübt – mit Oxonium-Ionen ausgleicht. • In alkalischen Lösungen wird dagegen mit Hydroxid-Ionen ausgeglichen; dazu folgende Aufgabe: • Ergänze nachstehende Teilgleichungen erst um die Elektronenzahl (dazu musst du die OZ ermitteln!) und führe dann – wo nötig - den Ladungsausgleich mit Hydroxid-Ionen durch! • Red.: MnO4- ---> MnO42- • Ox.: SO32- ---> SO42- Lösung Zurückzum Hauptprogramm

26. Lösung zu Übung/Regel 5/2: • Red.: MnO4- + e- ---> MnO42- (kein Ladungsausgleich nötig!) • Ox.: SO32- + 2OH- ---> SO42-+ 2e- 4- = 4- Wenn´s richtig war, dann hast du die größte Hürde schon geschafft! Wenn nicht, dann wiederhole die Regel samt den zwei Übungen lieber noch einmal. zurück

27. Übung zu Regel Nr. 6 • Wir bleiben bei der Reaktion von Dichromationen mit Eisen-(II)-ionen... • Aufgabe: Gleiche die Atombilanz in den beiden Teilgleichungen auf deinem Blatt Papier aus! Lösung Zurückzum Hauptprogramm

28. Lösung zu Übung/Regel 6: Red.: Cr2O7 2- + 6e- + 14 H3O+ ---> 2Cr 3+ + 21H2O Ox.: Fe 2+ ---> Fe 3+ + e- (kein Ausgleich nötig) zurück

29. Übung zu Regel Nr. 7 • Wir bleiben bei der Reaktion von Dichromationen mit Eisen-(II)-ionen... • Aufgabe: Erweitere die zwei Teilgleichungen so, dass die Elektronenzahlen übereinstimmen! Lösung Zurückzum Hauptprogramm

30. Lösung zu Übung/Regel 7: Red.: Cr2O7 2- + 6e- + 14 H3O+ ---> 2Cr 3+ + 21H2O Ox.: 6Fe 2+ ---> 6Fe 3+ + 6e- zurück

31. Übung zu Regel Nr. 8 • Aufgabe: • Erstelle aus den beiden Teilgleichungen die fertige Redoxreaktion! Lösung Zurückzum Hauptprogramm

32. Lösung zu Übung/Regel 8: Redox: Cr2O7 2- + 14 H3O+ + 6Fe 2+ 2Cr 3+ + 21H2O + 6Fe 3+ geschafft!!! (trotzdem noch Regel 9 durchlesen!) zurück

33. Oxidation: Bei einer Oxidation steigt die Oxidationszahl (OZ) an Reduktion: Bei einer Reduktion nimmt die Oxidationszahl (OZ) ab Info OZ 3 - 2 - 1 - 0 - -1 - -2 - -3 - zurück

34. Info • Die römische Ziffer gibt die Oxidationszahl des davorstehenden Ions an. • Bsp.: Bei Eisen-(III)-chlorid liegen Fe 3+ -Ionen vor. (Daraus lässt sich wiederum die Formel für Eisen- (III)-chlorid erschließen, wenn man weiß, dass Chlorid-Ionen einwertig sind: Cl- ) FeCl3 zurück

35. Begleit-Ionen • Begleit-Ionen liegen vor und nach der Reaktion unverändert (und hydratisiert) vor und werden weggelassen: Bsp.: H3O+ + Cl-+ Na+ + OH-  2H2O + Na+ + Cl- kurz: H3O+ + OH-  2H2O • Übungsbeispiel: Leitet man durch eine Natriumbromidlösung Chlorgas hindurch, entstehen eine Natriumchloridlösung und elementares Brom. Aufgaben: a) Formuliere die Reaktionsgleichung mit allen beteiligten einzelnen Teilchen! b) Kürze die Gleichung um die Begleit-Ionen! Lösung Lösung Zurückzum Hauptprogramm

36. Begleit-Ionen • Begleit-Ionen liegen vor und nach der Reaktion unverändert (und hydratisiert) vor und werden weggelassen: • Bsp.: H3O+ + Cl-+ Na+ + OH-  2H2O + Na+ + Cl- • kurz: H3O+ + OH-  2H2O • Übungsbeispiel: • Leitet man durch eine Natriumbromidlösung Chlorgas hindurch, entstehen eine Natriumchloridlösung und elementares Brom. Aufgaben: • a) Formuliere die Reaktionsgleichung mit allen beteiligten • einzelnen Teilchen! • b) Kürze die Gleichung um die Begleit-Ionen! Lösung Lösung Zurückzum Hauptprogramm

37. Lösung: • 2Na+ + 2Br- + Cl2 2Na+ + 2Cl- + Br2 zurück

38. Lösung: 2Br- + Cl2 2Cl- + Br2 zurück

39. Oxidationszahl Info • Die Oxidationszahl beschreibt die Oxidationsstufe, in der sich ein Atom befindet und ist eine formale Hilfsgröße beim Aufstellen von Redoxgleichungen. • Die Oxidationszahl wird mit pos. oder neg. Vorzeichen über das Elementsymbol geschrieben: +IV -II +IV -II Bsp.: S O3 2- S O2 zurück

40. Oxidation: Wenn ein Atom Elektronen (e-) abgibt, wird es oxidiert. Reduktion: Wenn ein Atom Elektronen (e-) aufnimmt, wird es reduziert. Info e- e- zurück

41. Indices und Koeffizienten • Die kleinen Zahlen, die rechts unten an einem Elementsymbol stehen, heißen Indices(Singular: Index). Bsp: H2 Ein Index bezieht sich immer nur genau auf das Atom/oder auf die (eingeklammerte) Atomgruppe hinter dem/der er steht. Bsp.: a) In einem Molekül CO2 liegen zwar 2 Sauerstoffatome (O) vor, aber nur ein Kohlenstoffatom (C).) b) Ein Harnstoffmolekül mit der Formel CO(NH2)2besteht aus folgenden Atomen: 1xC, 1xO, 2xN und 2x2H = 4xH. • Die großen Zahlen, die links vor einer Formel stehen, heißen Koeffizienten. Bsp.: 2 HCl Ein Koeffizient bezieht sich immer auf alle Atome der gesamten Formel (samt deren Indices). Bsp.: 2 H2CO3 bedeutet soviel wie : 2 x (H2CO3), also: 2x2H = 4xH, 2xC und 2x3O =6xO zurück

42. Oxonium-Ionen: H3O+ Hydroxid-Ionen: OH - Info zurück