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Oxidationszahlen

Ein Airbag und eine Kläranlage — an beiden lässt sich mit Oxidationszahlen jede Elektronenbilanz aufdecken.

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Der Airbag

AFB I–II

In älteren Airbags zündet ein elektrischer Impuls eine Tablette aus Natriumazid \(\ce{NaN3}\) und Kaliumnitrat. Innerhalb von etwa 30 ms entstehen rund 60 L Stickstoff, die den Luftsack füllen.

SchrittReaktion
Zündung\(\ce{2 NaN3 -> 2 Na + 3 N2}\)
Nachreaktion\(\ce{10 Na + 2 KNO3 -> K2O + 5 Na2O + N2}\)
  1. Bestimmen Sie die Oxidationszahlen aller Atome in \(\ce{NaN3}\), \(\ce{KNO3}\), \(\ce{N2}\) und \(\ce{Na2O}\).
  2. Erläutern Sie, dass die Zündreaktion eine Redoxreaktion ist, und nennen Sie Oxidation und Reduktion.
  3. Zeigen Sie mithilfe der Oxidationszahlen, dass in der Nachreaktion die Elektronenbilanz ausgeglichen ist.
  4. Beurteilen Sie, warum die Nachreaktion für die Sicherheit der Insassen notwendig ist.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Das Azid-Ion N₃⁻ trägt die Ladung −1.
Hinweis zu Aufgabe b)
Welche OZ steigen, welche sinken?
Hinweis zu Aufgabe c)
Zähle abgegebene und aufgenommene Elektronen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Was wäre im Luftsack ohne sie vorhanden?