Wer gibt Elektronen leichter ab?
Ob zwischen einem Metall und den Ionen eines anderen Metalls eine Reaktion abläuft, zeigt ein einfacher Versuch.
- Beobachtung:Zinkblech in Kupfersulfatlösung: rotbrauner Belag, die blaue Farbe verblasst.
- Deutung:\(\mathrm{Zn+Cu^{2+}\longrightarrow Zn^{2+}+Cu}\) — Zink gibt Elektronen an Kupfer-Ionen ab.
- Umgekehrt:Kupferblech in Zinksulfatlösung: keine Reaktion.
- Begriffe:Zink ist unedler als Kupfer, Kupfer ist edler als Zink.
Wähle Metallstreifen und Salzlösung, tippe, ob sich ein Metall abscheidet, und tauche dann ein. Jede Beobachtung landet in der Tabelle; ein Klick auf eine Tabellenzelle wählt die Kombination.
Tabellenzellen: Pfeiltasten wandern, Enter wählt die Kombination.
Halte fest: Ein Metall scheidet ein anderes nur dann aus dessen Salzlösung ab, wenn es selbst unedler ist — es gibt seine Elektronen an die Ionen des edleren Metalls ab.
Regel: Das unedlere Metall gibt Elektronen an die Ionen des edleren Metalls ab.
Beispiel: \(\mathrm{Zn+Cu^{2+}\longrightarrow Zn^{2+}+Cu}\): Zink ist unedler als Kupfer und scheidet es aus der Lösung ab. Umgekehrt (Kupfer in Zinksulfatlösung) findet keine Reaktion statt.
Die Metalle in einer Reihe
Ordnet man die Metalle nach solchen Versuchen, entsteht die Redoxreihe.
- Links:unedle Metalle: starke Reduktionsmittel, ihre Atome werden leicht oxidiert.
- Rechts:edle Metalle: ihre Ionen sind starke Oxidationsmittel.
- Vorhersage:ein Metall reagiert mit den Ionen aller Metalle, die rechts von ihm stehen.
- Wasserstoff:Metalle links von \(\mathrm{H_2}\) bilden mit Säuren (\(\mathrm{H_3O^+}\)) Wasserstoff, Metalle rechts davon nicht.
Redoxreihe: Die nach Versuchen geordneten Metalle: Links stehen unedle Metalle (starke Reduktionsmittel), rechts edle Metalle, deren Ionen starke Oxidationsmittel sind.
Vorhersage: Ein Metall reagiert mit den Ionen aller Metalle, die rechts von ihm stehen.
Wasserstoff: Metalle links von \(\mathrm{H_2}\) bilden mit Säuren (\(\mathrm{H_3O^+}\)) Wasserstoff, Metalle rechts davon nicht.
Allgemeine Hinweise
Immer Atom gegen Ion
Entscheidend ist, ob das Metall-Atom unedler ist als das Metall, dessen Ionen in der Lösung sind — nicht, welcher Stoff „stärker“ aussieht.
Edel heißt nicht „reaktionslos“
Kupfer ist edel gegenüber Zink, reduziert aber Silber-Ionen: \(\mathrm{Cu+2\,Ag^+\longrightarrow Cu^{2+}+2\,Ag}\).
Abstand in der Reihe
Je weiter zwei Metalle auseinanderstehen, desto heftiger verläuft die Reaktion in der Regel.