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Redoxgleichungen aufstellen

Kupfer löst sich in Salpetersäure, obwohl es in Salzsäure blank bleibt — die Gleichung dazu entsteht in fünf festen Schritten.

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Teilgleichungen zerlegen

  • 1. Oxidationszahlen:bestimmen — welches Element wird oxidiert, welches reduziert?
  • 2. Zerlegen:je eine Teilgleichung für Oxidation und Reduktion; Atome des Redox-Elements ausgleichen.
  • 3. Elektronen:Zahl = Änderung der OZ × Zahl der Atome; bei der Oxidation rechts, bei der Reduktion links.
  • 4. Ladung:in saurer Lösung mit \(\ce{H+}\) (bzw. \(\ce{H3O+}\)), in alkalischer mit \(\ce{OH-}\) ausgleichen.
  • 5. Stoffbilanz:fehlende H- und O-Atome mit \(\ce{H2O}\) ergänzen.

Stelle beide Teilgleichungen fertig: Klick auf einen Baustein erhöht die Anzahl (↑/↓), Klick auf „⇄“ legt ihn auf die andere Seite (←/→). Mit „× n“ gleichst du die Elektronen aus.

Zerlegen, ausgleichen, kombinieren

Halte fest: Erst stimmen Atome und Ladung in jeder Teilgleichung, dann werden die Teilgleichungen so vervielfacht, dass abgegebene und aufgenommene Elektronen gleich viele sind.

Merke

Teilgleichungen: Bestimme die Oxidationszahlen und stelle je eine Teilgleichung für Oxidation und Reduktion auf.

Elektronen: Ihre Zahl ist die OZ-Änderung mal Atomzahl; bei der Oxidation stehen sie rechts, bei der Reduktion links.

Ausgleichen: Die Ladung gleicht man in saurer Lösung mit \(\ce{H+}\), in alkalischer mit \(\ce{OH-}\) aus, fehlende H- und O-Atome mit \(\ce{H2O}\).

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Zur Gesamtgleichung kombinieren

  • Vervielfachen:jede Teilgleichung so, dass die Elektronenzahlen gleich sind (kleinstes gemeinsames Vielfaches).
  • Addieren:Elektronen fallen heraus, gleiche Teilchen auf beiden Seiten kürzen.
  • Kontrolle:Atome jedes Elements und Gesamtladung links = rechts.
Merke

Elektronenbilanz: \(a \cdot z_{\text{abgegeben}} = b \cdot z_{\text{aufgenommen}}\) — a, b: Faktoren der Teilgleichungen

Vervielfachen: Jede Teilgleichung wird so multipliziert, dass abgegebene und aufgenommene Elektronen gleich viele sind.

Addieren: Die Elektronen fallen heraus, gleiche Teilchen auf beiden Seiten werden gekürzt.

Kontrolle: Atome jedes Elements und Gesamtladung müssen links und rechts gleich sein.

Herleitung:

\(\ce{ClO- + 2 H+ + 2 e- -> Cl- + H2O}\)
\(+\,2\,\ce{OH-}\) auf beiden Seiten
Teilgleichung zuerst wie in saurer Lösung aufstellen.
\(\ce{ClO- + 2 H2O + 2 e- -> Cl- + H2O + 2 OH-}\)
\(\ce{H+ + OH- -> H2O}\), Wasser kürzen
H⁺ und OH⁻ werden links zu Wasser zusammengefasst.
\(\ce{ClO- + H2O + 2 e- -> Cl- + 2 OH-}\)
Ergebnis
Teilgleichung in alkalischer Lösung.
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Allgemeine Hinweise

Erst Ladung, dann Wasser

Wer zuerst Wasser ergänzt, rät bei der Anzahl der H⁺-Ionen. Die Ladungsbilanz legt die Zahl der H⁺ (oder OH⁻) eindeutig fest, Wasser ist der letzte Schritt.

Keine freien Elektronen

In der Gesamtgleichung dürfen keine e⁻ stehen — und in saurer Lösung keine OH⁻, in alkalischer keine H⁺.

Disproportionierung

Wird ein Stoff zugleich oxidiert und reduziert (z. B. \(\ce{Cl2}\) in Natronlauge), schreibt man ihn einfach in beide Teilgleichungen.

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