Reaktionsgleichungen:
Redoxreaktionen in der anorganischen Chemie
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Manganometrie

(Chemie der Oberstufe)

   
 
ursprüngliche Bedeutung
(Anfang 8. Klasse)
spätere Bedeutung
(Ende 8. Klasse)
neue Bedeutung
(Zusatz der Oberstufe)
Oxidation
Sauerstoffaufnahme
Elektronenabgabe
Erhöhung der Oxidationszahl
Reduktion
Sauerstoffabgabe
Elektronenaufnahme
Erniedrigung der Oxidationszahl


Folgende Angaben liegen vor:

In saurer Lösung werden Nitritionen( NO2- - Ionen) zu Nitrationen oxidiert. Die Permanganationen (MnO4- - Ionen) werden dabei zu Mangan(II)-ionen reduziert!


Versuchsbeschreibung:

Ein Reagenzglas wird mit ca. 3 ml einer schwefelsauren Kaliumpermanganatlösung gefüllt. (1 Kristall KMnO4 auf 3 ml H2O mit 0,5 ml H2SO4 ). Zu der Lösung werden dann einige Tropfen Natriumnitritlösung (NaNO2) gegeben.

Wir versuchen die Reaktionsgleichung nun schrittweise zu erstellen:

  Reduktion:      MnO4-                       Mn 2+ Mangan der Oxidationsstufe VII geht in Mangan(II) über.
  Oxidation:       NO2-                        NO3-  

Die Oxidationszahl des Stickstoff erhöht sich von (III) in  NO2- auf (V) in NO3-


Wir gleichen nun mit Elektronen aus...

  Reduktion:  MnO4-      + 5 e-                   Mn 2+ Da die Oxidationsstufe von Mangan von (VII) auf (II) sinkt, müssen demzufolge 5 Elektronen aufgenommen werden.
 
Oxdiation:
 NO2-                                     NO3-   + 2 e-
Da sich die Oxidationszahl von Stickstoff von (III) in  NO2- auf (V)
in NO3- erhöht, müssen demzufolge 2 Elektronen abgegeben werden.
         

Wir sorgen nun für einen Ladungsausgleich auf beiden Seiten.

  Reduktion:  MnO4-      + 5 e-    + 8 H+      Mn 2+ Bei der Durchführung des Ladungsausgleiches stehen H+- Ionen stets auf der Seite der Elektronen, d.h. auf der Seite des Oxidationsmittels.
 
Oxdiation:
 NO2-                                      NO3-   + 2 e-  + 2H+
Da die Reaktion in saurer Lösung erfolgt, nimmt man den Ladungsausgleich mit H+ - Ionen vor.

Wir sorgen nun für einen Atomausgleich. Dieser erfolgt durch hinzufügen von H2O

  Reduktion:  MnO4-      + 5 e-    + 8 H+      Mn 2+ + 4 H2O /*2 Die Anzahl der abgegebenen und der aufgenommenen Elektronen muss stets gleich sein.
 
Oxdiation:
 NO2-   + H2O                        NO3-   + 2 e-  + 2H+ /*5 Deshalb ermitteln wir nun das kgV.
         
  Reduktion: MnO4-      + 10 e-    + 16 H+   2 Mn 2+ + 8 H2O Die Anzahl der abgegebenen und der aufgenommenen Elektronen muss stets gleich sein.
 
Oxdiation:
NO2-   + 5 H2O                      5 NO3-   + 10 e-  + 10 H+ Deshalb ermitteln wir nun das kgV.
         

Nun wird die linke und rechte Seite der Reaktionsgleichung addiert...
Die Elektronen werden nicht mehr aufgelistet,

  MnO4-  + 16 H+ + 5 NO2-   + 5 H2O       2 Mn 2+ + 8 H2O + 5 NO3-  + 10 H+

Da wir sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der Reaktionsgleichung noch H+ Ionen haben, werden 10 H+ Ionen sowie 5 H2O auf beiden Seiten gekürzt.

  MnO4-  + 6 H+ + 5 NO2-                       2 Mn 2+ + 3 H2O + 5 NO3-

Nun gilt es die Gegenionen zu ermitteln.

linke Seite:
Natriumnitritlösung -> 5 Na+
Kaliumpermanganat -> 2 K+
Schwefelsäure -> 3 SO42-
  rechte Seite:
Natriumnitratlösung -> 5 Na+
Mangansulfat-> 2 SO42-
Kaliumsulfat -> 1 SO42- ; 2 K+

Also können wir folgende Gesamtreaktionsgleichung(Stoffgleichung) aufstellen:

  5 NaNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 5 NaNO3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O