Do you have a redox equation you don't know how to balance? Besides simply balancing the equation in question, these programs will also give you a detailed overview of the entire balancing process with your chosen method.
- Ionen-Elektronen-Methode (noch bekannt als Halbreaktions-Methode)
- Methode der Änderung von Oxidationszahlen
- Aggregate redox species method (or ARS method) - Neu auf periodni.com [1]
durch die Oxidationszahl-Methode
Die Methode der Veränderung von Oxidationszahlen ist ein ziemlich einfaches und leichtes Verfahren für das Ausbalancieren der Redoxgleichungen. Die Methode wird darauf aufgebaut, dass die Erhöhung der Oxidationszahlen von Reaktanten, die oxidiert wurden, muss gleich zur Anzahl der Reaktanten sein, die reduziert wurden.
1. Schritt: Man schreibt die nicht ausgeglichene Gleichung (ein Gerüst der Reaktion), die alle Reaktanten und Produkte enthält, auf. Für bessere Resultate wird diese Reaktion in der Ion-Form geschrieben.
H2O2 + KMnO4 → MnO2 + KOH + O2 + H2O
2. Schritt: Die Redoxreaktion wird in Halbreaktionen aufgeteilt. Redoxreaktion ist einfach die Reaktion, in der zur gleichen Zeit zwei Reaktionen ablaufen, die Reaktion der Oxidation und der Reduktion.
a) Die Oxidationszahlen von jedem Atom, das in der Reaktion auftaucht, werden festgelegt. Die Oxidationszahl (oder Oxidationsstufe) ist die Maßangabe der Oxidationsstufe von einem Atom in einem Molekül (siehe: Die Regeln für die Bestimmung von Oxidationszahlen).
H+12O-12 + K+1Mn+7O-24 → Mn+4O-22 + K+1O-2H+1 + O02 + H+12O-2
b) Alle Redox-Paare von Atomen, die oxidierten (deren Oxidationszahl vergrößert wurde) und die reduzierten (deren Oxidationszahl verkleinert wurde), werden identifiziert. Der elektronische Übergang wird geschrieben. Dabei sollte man vorsichtig sein, da die Anzahl an Atomen, die oxidiert bzw. reduziert wurden, gleich sein muss. Falls es nötig ist schreibt man die stöchiometrischen Koeffizienten vor die Spezies.
O:
H+12O-12 → O02 + 2e-
(O)
R:
K+1Mn+7O-24 + 3e- → Mn+4O-22
(Mn)
c) Die Redox-Paare werden in zwei Halbreaktionen kombiniert: eine für die Oxidation und die andere für die Reduktion (siehe: Aufteilung der Redoxreaktion in zwei Teilreaktionen).
O:
H+12O-12 → O02 + 2e-
R:
K+1Mn+7O-24 + 3e- → Mn+4O-22
3. Schritt: Die Atome werden in den Teilgleichungen aufgestellt. Chemische Gleichung muss an den beiden Seiten die gleiche Anzahl an Atomen von einzelnen Elementen haben. Die Atome werden durch das Schreiben von einem passenden Koeffizient vor der Formel aufgestellt. Die Formel allein soll nie verändert werden. Jede Halbreaktion wird als eine selbständige Einheit aufgestellt.
a) Alle Atomen außer Sauerstoff und Wasserstoff werden ausgeglichen. Dafür kann jede Spezies verwendet werden, die in der vorgegebenen Gleichung vorkommt. Dabei soll man vorsichtig sein, Reaktanten dürfen nur an der linken Seite der Gleichung addiert werden und die Produkte nur an der rechten Seite der Gleichung.
O:
H+12O-12 → O02 + 2e-
R:
K+1Mn+7O-24 + 3e- → Mn+4O-22 + KOH
b) Die Ladungen werden ausbalanciert. Bei der Reaktion im basischen Medium werden die Ladungen dadurch ausgeglichen, dass OH- an der Seite addiert wird, wo der Mangel an negativen Ladung herrscht.
O:
H+12O-12 + 2
OH- → O02 + 2e-
R:
K+1Mn+7O-24 + 3e- → Mn+4O-22 + KOH + 3
OH-
c) Die Atomen des Sauerstoffes werden ausbalanciert. Die Anzahl der Atome des Sauerstoffes auf der linken und der rechten Seite der Gleichung wird auf Übereinstimmung überprüft. Falls die Anzahl nicht gleich ist, soll sie durch das Addieren von Molekülen des Wassers an der Seite, die eine Mangel an Sauerstoffatomen zeigt, ausbalanciert werden.
O:
H+12O-12 + 2
OH- → O02 + 2e- + 2
H2O
R:
K+1Mn+7O-24 + 3e- + 2
H2O → Mn+4O-22 + KOH + 3
OH-
Die ausbalancierten Teilgleichungen können in vielen Handbüchern gefunden werden und im Internet unter 'Tabelle von Standard-Elektrodenpotentialen'. In diesen Tabellen, nach Konvention , werden immer Elektrodenpotentialen für Halbreaktion genannt. Halbreaktion der Oxidation ist die gegenteilige Reaktion und ihre Redoxpotential ist die Standard-Redoxpotential multipliziert mit -1.
4. Schritt: Die Anzahl der verlorenen und aufgenommenen Elektronen wird in Halbreaktionen ausgeglichen. Da die Anzahl von Elektronen, die in der Oxidation abgegeben wurden, gleich sein muss zur Anzahl von Elektronen, die in der Redoxreaktion aufgenommen wurden, werden die beiden Gleichungen mit dem Faktor, der das kleinste gemeinsame Vielfache ergibt, multipliziert.
O:
H+12O-12 + 2
OH- → O02 + 2e- + 2
H2O
| *3
R:
K+1Mn+7O-24 + 3e- + 2
H2O → Mn+4O-22 + KOH + 3
OH-
| *2
O:
3H+12O-12 + 6
OH- → 3O02 + 6e- + 6
H2O
R:
2K+1Mn+7O-24 + 6e- + 4
H2O → 2Mn+4O-22 + 2KOH + 6
OH-
5. Schritt: Die Teilgleichungen werden addiert. Zwei Teilgleichungen werden genauso wie eine gewöhnliche algebraische Gleichung addiert, bei der ein Pfeil wie ein Zeichen der Gleichung funktioniert. Die Teilgleichungen werden addiert, indem sich auf einer Seite alle Produkte und auf der anderen Seite alle Reaktanten befinden.
3H+12O-12 + 2K+1Mn+7O-24 + 6
OH- + 6e- + 4
H2O → 3O02 + 2Mn+4O-22 + 6e- + 2KOH + 6
H2O + 6
OH-
6. Schritt: Die Gleichung wird verkürzt. Die Spezies, die an beiden Seiten der addierten Gleichung auftritt, wird verkürzt. Falls es nötig ist, wird die ganze Gleichung durch den größten gemeinsamen Teiler dividiert, so dass die Koeffizienten möglichst niedrig werden.
3H+12O-12 + 2K+1Mn+7O-24 → 3O02 + 2Mn+4O-22 + 2KOH + 2
H2O
Am Ende wird immer die Ausbalancierung der Ladungen und Elementen überprüft. Erst wird überprüft, ob die Summe der einzelnen Arten von Atomen an einer Seite mit deren Summe an der anderen Seite übereinstimmt.
| ELEMENT | LINKS | RECHTS | UNTERSCHIED |
|---|---|---|---|
| H | 3*2 | 2*1 + 2*2 | 0 |
| O | 3*2 + 2*4 | 3*2 + 2*2 + 2*1 + 2*1 | 0 |
| K | 2*1 | 2*1 | 0 |
| Mn | 2*1 | 2*1 | 0 |
Danach wird überprüft, ob die Summe der elektrischen Ladungen auf der linken Seite der Gleichung mit der Summe auf der rechten Seite der Gleichung übereinstimmt. Wie groß die Summe ist, ist unwichtig, es ist nur wichtig, dass sie an beiden Seiten gleich ist.
3*0 + 2*0 = 3*0 + 2*0 + 2*0 + 2*0
0 = 0
Da die Summe von einzelnen Atomen auf der linken Seite der Gleichung übereinstimmt mit der Summe von denselben Atomen auf der rechten Seite und da die Summe der Ladungen auf beiden Seiten gleich ist, ist es möglich eine ausbalancierte Gleichung zu schreiben.
3H2O2 + 2KMnO4 → 2MnO2 + 2KOH + 3O2 + 2
H2O
Zitieren dieser Seite:
Generalic, Eni. "Aufstellen von Redoxgleichungen durch die Oxidationszahlen-Methode." EniG. Periodensystem der Elemente. KTF-Split, 25 Nov. 2023. Web. {Datum des Abrufs}. <https://www.periodni.com/de/aufstellen_von_redoxgleichungen.php>.
