Manganometrie
(Chemie der Oberstufe)
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ursprüngliche
Bedeutung
(Anfang 8. Klasse) |
spätere
Bedeutung
(Ende 8. Klasse) |
neue
Bedeutung
(Zusatz der Oberstufe)
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Oxidation |
Sauerstoffaufnahme |
Elektronenabgabe |
Erhöhung der Oxidationszahl |
Reduktion |
Sauerstoffabgabe |
Elektronenaufnahme |
Erniedrigung der Oxidationszahl |
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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:
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Reduktion: |
MnO4-
Mn 2+ |
Mangan der Oxidationsstufe VII geht in
Mangan(II) über. |
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Oxidation: |
NO2-
NO3-
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Die Oxidationszahl des Stickstoff erhöht
sich von (III) in NO2-
auf (V)
in NO3- |
Wir gleichen
nun mit Elektronen aus...
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Reduktion: |
MnO4-
+ 5 e-
Mn 2+ |
Da die Oxidationsstufe von Mangan von
(VII) auf (II) sinkt, müssen demzufolge 5 Elektronen aufgenommen
werden. |
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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. |
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Wir sorgen nun für einen Ladungsausgleich
auf beiden Seiten.
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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. |
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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
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Reduktion: |
MnO4-
+ 5 e- +
8 H+
Mn 2+ + 4 H2O /*2 |
Die Anzahl der abgegebenen und der aufgenommenen
Elektronen muss stets gleich sein. |
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Oxdiation: |
NO2-
+ H2O
NO3-
+ 2 e- + 2H+ /*5 |
Deshalb ermitteln wir nun das kgV.
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Reduktion: |
2 MnO4-
+ 10 e- +
16 H+ 2
Mn 2+ + 8 H2O |
Die Anzahl der abgegebenen und der aufgenommenen
Elektronen muss stets gleich sein. |
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Oxdiation: |
5 NO2-
+ 5 H2O
5
NO3-
+ 10 e- +
10 H+ |
Deshalb ermitteln wir nun das kgV.
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Nun wird die linke und rechte Seite der Reaktionsgleichung
addiert...
Die Elektronen werden nicht mehr aufgelistet,
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2 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.
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2 MnO4-
+ 6 H+ + 5 NO2-
2
Mn 2+ + 3 H2O + 5 NO3-
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Nun gilt es die Gegenionen zu ermitteln.
linke Seite: Natriumnitritlösung
-> 5 Na+
Kaliumpermanganat ->
2 K+
Schwefelsäure ->
3 SO42- |
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rechte Seite:
Natriumnitratlösung
-> 5 Na+
Mangansulfat->
2
SO42-
Kaliumsulfat ->
1 SO42- ; 2 K+ |
Also können wir folgende Gesamtreaktionsgleichung(Stoffgleichung)
aufstellen:
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5 NaNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4
5 NaNO3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O |
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