Arbeitsblatt
Redoxreihe der Metalle
Verschiedene Reaktionen aus dem vorangegangenen Unterricht sollen mit der Anordnung der Metalle in der Redoxreihe abgeglichen werden. Abbildung
Redoxreihe der Metalle - Variante 1
Metalle sortiert nach unterschiedlichem Bindungsbestreben zu Sauerstoff
Folie
Atom- bzw. Ionenebene der Redoxreaktionen: Reduktion als Elektronenaufnahme
Durch eine Betrachtung auf Teilchenebene wird herausgearbeitet, dass bei der Gewinnung von Metallen aus Metalloxiden die Metall-Kationen Elektronen aufnehmen. Damit kann die Redoxreihe unter dem Blickwinkel der Tendenzen zu Elektronenaufnahme bzw. -abgabe neu betrachtet werden. Redoxreihe der Metalle - Variante 2
Metalle und Metallkationen sortiert nach Tendenz zur Elektronenabgabe bzw. -aufnahme
Neubetrachtung der Redoxreihe
Deutung von Redoxreaktionen (Metall + Metalloxid) als Elektronenübertragungsreaktionen
Schlagworte
Redoxreihe der Metalle, Reduktion, Oxidation, Redoxreaktion, Elektronenübertragung, Eisen, Magnesium, Natrium, Blei, Silber, Bindungsbestreben zu Sauerstoff, Elektronenabgabe, Elektronenaufnahme, Metallion
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Die Redoxreihe der Metalle ist eine "Erweiterung bzw. Fortführung" der Oxidationsreihe der Metalle. Hier lernst du dann auch, warum ein Metall mit Sauerstoff stärker reagiert als ein anderes Metall. Dabei wirst du kennenlernen, dass jedes Metall ein Bestreben hat, Valenzelektronen abzugeben. Dieser Elektronendruck ist für jeden Stoff charakteristisch, d. h. die Stoffe haben unterschiedliche Neigung (Valenz)elektronen abzugeben. Die Redoxreihe ordnet also Metalle nach ihrem Bestreben, Elektronen abzugeben. Daher kann beispielsweise mit Hilfe der Redoxreihe vorhergesagt werden, welcher Reaktionspartner als Reduktionsmittel fungieren wird. Autor:, Letzte Aktualisierung: 08. Februar 2022
Du kannst dir hier merken:
Die Oxidation
erfolgt immer bei dem Redox-Paar mit dem niedrigeren Redoxpotential. Die Reduktion
findet immer bei dem Redox-Paar mit dem höheren Redoxpotential statt. Redoxreihe
Allgemein gelten zwei Regeln:
Eine oxidierte Form reagiert mit einer reduzierten Form, die unter ihr in der Redoxreihe steht. Eine oxidierte Form reagiert hingegen nicht mit einer reduzierten Form, die über ihr in der Redoxreihe steht. Beispiel Zink und Kupfer
Schauen wir uns das nun am Beispiel mit dem Zinkblech in einer Kupfersulfatlösung (CuSO 4) und dem Kupferblech in einer Zinksulfatlösung (ZnSO 4) an:
Das Redox-Paar Cu/Cu 2+ steht weiter oben in der Redoxreihe. Es hat mit +0, 35 Volt ein positiveres Redoxpotential als das Redox-Paar Zn/Zn 2+ mit -0, 76 Volt. Das bedeutet, dass die Kupferionen Cu 2+ lieber Elektronen aufnehmen als die Zinkionen (Zn 2+). Ein Kupferion ist also ein stärkeres Oxidationsmittel als ein Zinkion. Oder andersherum: Elementares Zink (Zn) gibt bereitwilliger Elektronen ab als elementares Kupfer.
Weitere Versuche
Eisen-Atome geben freiwillig Elektronen an Kupfer-Ionen ab, während Kupfer-Atome nicht in der Lage sind, Elektronen auf Eisen-Ionen zu übertragen. Auf der letzten Seite hatten wir das Konzept des Redoxpotenzials eingeführt, mit dem wir diese Versuchsergebnisse erklären konnten: Eisen hat ein höheres Redoxpotenzial als Kupfer, daher können Elektronen "bergab" von Eisen-Atomen auf Kupfer-Ionen übertragen werden. Kupfer-Atome können dagegen keine Elektronen auf Eisen-Ionen übertragen, weil die Elektronen dann "bergauf" fließen müssten. Diese Erkenntnisse wollen wir nun systematisieren, indem wir das Verhalten weiterer Metalle untersuchen. In der Schule stehen neben Eisen und Kupfer normalerweise die Metalle Magnesium, Zink und Silber zur Verfügung, und auch die entsprechenden Metallsalze sind in der Regel vorhanden. Wir wollen jetzt die verschiedenen Metalle systematisch in verschiedene Metallsalz-Lösungen eintauchen und beobachten, ob sich an dem jeweiligen Metall ein Niederschlag des anderen Metalls bildet.
Tabellarische Darstellung
Eben haben wir gesehen, dass zwischen einem Metall und Metallionen eine Reaktion abläuft, wenn das Standardpotential des Metalls geringer ist. Dies lässt sich für sämtliche Metalle mit Hilfe der Spannungsreihe vorhersagen. Metall (red. Form)
Metallion (ox.