Chemie: Redox-Reaktion

[Omega]

moin

geht um folgendes wir sollen beschreiben, was für ein chemischer prozess stattfindet wenn man ein stück Eisen (Fe) und ein stück Magnesium (Mg) in ein becherglas mit wasser steckt/tut/whatever.

ich hab mir nur gedacht dass magnesium nicht so edel ist wie eisen und es eher dazu neigt zu oxidieren, ich frage mich aber ob nun eisen irgendwie die elektronen aufnimmt und ein art "elektronenfluss" stattfindet (batterie :S ?)

wär toll wenn mir jemand weiterhelfen könnte :]

greetz

[ShooterInc.]

Ich versuch mich mal...

Also, schauen wir uns erstmal einfach das Periodensystem der Elemente an. In meinem Chemiebuch ist die Elektronegativität der Elemente angegeben.

Eisen (Fe) hat eine Elektronegativität von 1,8. Magnesium (Mg) hat eine von 1,2.

Weil Fe also negativer ist, ist die Elektronenanziehungskraft größer und es nimmt Elektronen von Mg auf. Eisen reduziert folglich. Magnesium ist positiver, und gibt Elektronen an Fe ab. Magnesium oxidiert folglich.

Bitte korrigieren, wenn was falsch oder ungenau ist aber ich meine mich zu erinnern, dass man das allgemein mit der Elektronennegativität begründen konnte, welche Stoffe oxidieren und welche reduzieren.

[Zerwas]

Ich versuch mich mal...

Also, schauen wir uns erstmal einfach das Periodensystem der Elemente an. In meinem Chemiebuch ist die Elektronegativität der Elemente angegeben.

Eisen (Fe) hat eine Elektronegativität von 1,8. Magnesium (Mg) hat eine von 1,2.

Weil Fe also negativer ist, ist die Elektronenanziehungskraft größer und es nimmt Elektronen von Mg auf. Eisen reduziert folglich. Magnesium ist positiver, und gibt Elektronen an Fe ab. Magnesium oxidiert folglich.

Bitte korrigieren, wenn was falsch oder ungenau ist aber ich meine mich zu erinnern, dass man das allgemein mit der Elektronennegativität begründen konnte, welche Stoffe oxidieren und welche reduzieren.

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Hmm... nein, das stimmt nicht.

moin

geht um folgendes wir sollen beschreiben, was für ein chemischer prozess stattfindet wenn man ein stück Eisen (Fe) und ein stück Magnesium (Mg) in ein becherglas mit wasser steckt/tut/whatever.

ich hab mir nur gedacht dass magnesium nicht so edel ist wie eisen und es eher dazu neigt zu oxidieren, ich frage mich aber ob nun eisen irgendwie die elektronen aufnimmt und ein art "elektronenfluss" stattfindet (batterie :S ?)

wär toll wenn mir jemand weiterhelfen könnte :]

greetz

...

Erstens solltest du wissen, dass elementare Metalle in normalen Redoxreaktionen keine Elektronen aufnehmen. Niemals. Never ever.
Elementare Metalle geben die Elektronen stets ab, wenn sie mit anderen Stoffen reagieren.
Somit ist eine Reaktion zwischen Magnesium und Eisen völlig ausgeschlossen.

Der einzige mögliche Reaktionspartner, der zugegen ist, ist Wasser.
Und Wasser reagiert auch mit Metallen - und zwar unter Bildung von Hydroxiden. Diese Reaktionen können mit Alkalimetallen sehr heftig ablaufen (ich bin sicher, dass jeder schonmal die Reaktion von Natrium mit Wasser gesehen hat).
Ein Blick in eine ausführliche Spannungsreihe offenbart, dass das Oxidationspotential von H2O für die Bildung von Hyroxiden ausreicht, um Mg zu oxidieren, jedoch nicht, um Fe zu oxidieren.
Also bilden sich nur bei Mg Hydroxide, nicht jedoch bei Eisen, welches vom Wasser unangetastet bleibt.
Die Gleichung für diese Reaktion lautet:
Mg + 2 H2O -------> Mg(OH)2 + H2

Eisen wird, wie gesagt, vom Wasser nicht angetastet.
Jetzt fragt ihr euch sicher (absolut zurecht), wie es denn bei der Rostbilung ist - Eisen rostet doch, wenn Wasser draufkommt. Das tut es - aber nur in Verbindung mit Sauerstoff! Wenn Eisen an der Luft bei Wasserkontakt rostet, ist das Oxidationsmittel nicht Wasser, sondern Sauerstoff.
Dann läuft diese Reaktion ab:
2 Fe + O2 + 2 H2O -------> 2 Fe(OH)2

[ShooterInc.]

Ah, Zerwas, Chemiestudentin, oder?

Aber war es nicht so, wenn man z.b. eine galvanische Zelle hatte, dass die beiden Halbzellen Elektronen ausgetauscht hatten? Irgendwo habe ich sowas noch im Kopf, kann mich aber da nicht mehr so genau erinnern.

[NeM]

Wir haben das Thema nur angeschnitten, die galvanische Zelle haben wir glaub ich gar nicht gemacht Aber wenn ich mir das Bild auf Wiki anseh, ist das ein ganz anderer Aufbau, als einfach 2 Metallstücke ins Wasser zu legen.

[Zerwas]

Aber war es nicht so, wenn man z.b. eine galvanische Zelle hatte, dass die beiden Halbzellen Elektronen ausgetauscht hatten? Irgendwo habe ich sowas noch im Kopf, kann mich aber da nicht mehr so genau erinnern.

...

Das ist richtig. Die Zellen tauschen Elektronen aus.
Allerdings sind in den Zellen nicht nur elementare Metalle enthalten, sondern auch Metallionen, was Redoxreaktionen zur Folge hat.

Ich erkläre es an dem Beispiel Daniell-Element:

Im Daniell-Element ist in der einen Halbzelle eine Kupfersulfatlösung und elementares Kupfer, in der anderen ist eine Zinksulfatlösung und elementares Zink. Die Metallstücke sind über einen Draht verbunden und zwischen den Halbzellen gibt es eine Ionenbrücke.

Aus der Spannungsreihe ergibt sich, dass Zink leichter zu oxidieren ist als Kupfer, d.h. Kupfer ist im elementaren Zustand stabiler als Zink.
Daher kann das elementare Zink Elektronen an die Kupfer-Ionen abgeben, wobei diese zu elementarem Kupfer reduziert werden und das elementare Zink zu Zinkionen oxidiert wird.

Es handelt sich dabei nicht um einen Elektronenaustausch zwischen elementaren Metallen, sondern zwischen Metallen und Metallionen.

Prinzipiell ist genau diese Reaktion auch möglich, wenn man ein Zinkstück in eine Kupfersulfatlösung legt. Das Zink wird oxidiert, geht also ionisch in Lösung und das Kupfer wird reduziert, scheidet sich also elementar am Zink ab. Dafür müssen aber wieder vom edleren Metall Ionen zugegen sein, nicht das elementare Metall.

[ShooterInc.]

Achso, dann habe ich da was vertauscht. Danke dir.