Chemie (E-Phase)

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Fe Metalle zunehmend starte Reduktionsmittel Reduktionswirtung zunehmencl RE I H Galvanische Zelle Daniell- Element Anode En Man muss also ein uneclleres Metall mit cler Lösung eines edleren Hetalls kombinieren, damit eine Reaktion stattfindlet. ZnSO-Lösung Metall-Atome können nur die Hetall-lonen (kationen) eines edleren Metalls reduzieren und und werden im Gegenzug oxidiert. Einen Stoff, der einen anderen Stoff reduziert und clabei gleichzeitig oxidiert wird nennt man Reduktionsmittel. Umgekehrt oxidieren clie Kationen eines edleren Metalls nur die Atome unedler Hetalle. Einen Stoff, der einen anderen Stoff oxicliert und dabei gleichzeitig reduziert wird, nennt man € → Zn² Zn²+ Halbelement 1 Voltmeter poröse Trennwand ++SO²- ++-SO² E Cu²+ Cu²4 Hetall (fest) + Metall (fest) 2.B Aluminium reagiert mit Eisen(II) oxid (Die Zahl in der Klammer gibt die Oxidationszahl an.) ohne Sauerstoff: Ox. Al Al³+ + 3e 1·2 Red. Fe²+ +2e-Fe 1.3 Ges. 2Al 3 Fe²+2A1³+ + 3Fe mit Sauerstoff: Ox. 2A1+30²Al₂O3 + 6e² Red. Fe²+ + 2e → Fe 1:3 Ges. 2A1+ 3FeO2Al₂O3 + 3Fe Elektrolyt: Lösung mit lonen Elektrode: Hetallstäbe, die in der Lösung sind lonenleiter: Austausch von lonen, poröse wand Hinuspol: Oxidation Donator-Halbaelle Pluspol: Reduktion, Akeeptor-Halbaelle unedle Metalle Hotel Edelmetalle Ni Sn Pb Cu Halbelement 2 Cu Kathode Cusa, Lösung Halbzelle: Eine galvanische Belle besteht aus 2 Halbeellen, welche durch eine poröse wand miteinander verbunden sind. recluzieren Ag Hg Pt Au Metallionen zunehmend starke Oxidationsmittel Oxidationswirtung zunehmend Metall + Metalllösung 2.B Lithium reagiert mit Calciumsulfatlösung Ohne Sulfationen: Ox. LiLi+e 12 Red. Ca²+2e-Ca Ges 24 +Ca²+24++Ca Gesamtgleichung mit Sulfat-lonen: 2Li + Ca²+ + SO4 •Kammer 1: Zinkelektrode in Zinksulfat-Lösung Kammer 2 Kupferelektrode in Kupfersulfat - Lösung besteht aus ewei Kammern, welche durch eine poröse Trennwand voneinander getrennt sind •Kammer Halbzelle 2Li++SO+Ca Welche chemischen Reaktionen sorgen für den Stromfluss? An der Zinkelektrode werden die Atome der uneclleren Zinkelektrode oxidiert und gehen als Zink-lonen (z₁²*) in die Lösung über. Für jedes Zink-lon bleiben zwei Elektronen an der Zinkelektrode zurück. Es entsteht ein Elektronen - überschuss an oler Zinkelektrode. Die Zinkelektrodle bildlet clen Minuspol (Anode). Halbzelle des uned leren Metalls Elektronendonator, Halbzelle des edtleren Metalls Elektronenakzeptor Elektronegativitat gibt an, wie gerne ein Atom Bindungselektronen an sich zieht →AEN <1,7 = Elettronenpaarbindung (unpolar <0,5, polar 0,5 < 117) AEN 1,7 lonenbindung Oxidationszahlen fiktive Landungszahlen • zur Unterscheidung von lonenladungen als römische Zahlen gekennzeichnet GRUNDREGELN ZUR ERMITTLUNG DER OXIDATIONSZAHLEN . 1. Die Oxidationszahl von elementaren Stoffen ist immer O. 2. Die Oxidationszahl einatomiger lonen entspricht ihrer Lodlung. 3. In Verbindungen ohne Ladung muss clie Summe aller Oxidationszahlen O ergeben. Die Indexzahlen in den Formeln müssen clabei berücksichtigt werden. 4. In geladenen lonen 5. Einige Atome besitzen in Verbindungen (fast) immer die gleiche Oxidationszahl: • Die Elemente der ersten drei Hauptgruppen +1, +II und +III (Ausnahme Wasserstoff in Verbindungen mit Elementen niedrigerer Elektronegativitāt) Sauerstoff-II CAusnahme Peroxide) Halogene -I (Ausnahme Halogensauerstoffver bindlungen) . Aufstellen von Redox-Gleichwingen *Redoxreaktion Elektronenaustauschreaktion die Summe der Oxidations: en (unter Berücksichtigung Oxidation und Reduktion laufen gemeinsam ab Oxidation: Abgabe von Elektronen • Reduktion: Aufnahme von Elektronen Schritt 1: Welcher Reaktionspartner gibt ab/ wird oxidiert? Schritt 2: Aufstellen der Teilgleichungen für die Oxidation Al-A13++ 3e- Schritt 3: Welcher Partner nimmt Elettronen auf/ wird reduziert? Schritt 4: Aufstellen der Teilgleichungen für die Reduktion O+ 2e 0²- Sauerstoff kommt immer als Molekul vor: O₂ + 4e 20²- Schritt 5: Anzahl der Elektronen ausgleichen Oxidation: Al A1³+ + 3e² 1.4 HAI4A13+ +12 €¯ Bsp.: NH3 Schritt 6¹ Zusammenfassen der Teilgleichungen 4A1+30₂4A1³+ + 60²- Schritt 7: Gegen-lonen zusammenfassen 4 Al³+ +60²Al2O3 AEN EN (H) EN (N) = 2,20-0,93 1,27 →polare Elektronenpaarbindung Indexzahlen der Ladung des Gesamtio entsprechen. +I +V - II KNO3 • Elektronencionator: e Spender • Elektronenakzeptore Empfänger • Oxidationsmittel: Stoff, clessen Teilchen Elektronen aufnehmen • Reduktionsmittel: Stoff, dessen Teilchen Elektronen abgeben Reduktion: O₂+ 4e 20² 3 30₂+12e60²- kurz: Schritt 8: Endgleichung 4A1 302 Al₂O3 ...oder Ox. Al Al³+ + 3e²° 1.4 Red. O₂ + 4e20² 13 Ges. 4A1+30₂ 2Al₂O3 Chemie ELEMENT: Ein Element ist ein Reinstoff, welcher sich nicht in weitere Teile zerteilen lässt. Die kleinste Henge eines Elements ist ein Atom. KLAUSURVORBEREITUNG ATOM: besteht immer aus einem Kern (Protonen & Neutronen) und der Schale (Elektronen). MOLEKUL: besteht aus zwei- oder mehratomigen Teilchen, die durch eine chemische Bindung zusammengehalten werden ION positiv oder negativ geladenes Atom; oder Molekül Elektronenpoor bindung * Reaktionen von Nichtmetallen mit Nichtmetallen Bindung über gemeinsame Elektronenpaare (Ziel: Edelgas konfiguration) • negativ geladene Elektronen werden von beiden positiven Atomkernen angezogen unpolare Elektronenpaar bindung unpolar: beide Elektronen werden. ● gleich stark von beteiligten positiv geladenen Atomkernen angezogen bei EN-Differenz <~0.5 polare Elektronenpaar bindung • polar: beide Elektronen des bindenden Elektronenpaares werden von einem Atomkern stärker angezogen + →Ladungsverschiebung entsteht bei EN-Differenz ~015-117 lonenbindung lonen entstehen aus Atomen durch Elektronenübergang (pos.geladen Kation, neg. geladen = Anion) *entsteht durch Reaktion von Metallen mit Nichtmetallen (Stoffebene) < Metallatome geben Elektronen ab, Nichtmetallatome nehmen Elektronen auf (Ziel: Edelgaskonfiguration) *elektrische Anziehungskräfte zwischen verschieclenartig geladenen lonen-lonenbindung Kristallgitter entstehen alle Stoffe, in denen dieser Bindungstyp vorliegt, gehören zu clen Salzen • EN-Differenz >~1,7 Na + CI Na CI™ Nat CI Nat CI Nat CI Nat CI- CI™ Na CI Nat CI- Metallbindung • Metall aufgebaut aus positiv geladenen Atomrumpfen und frei beweglichen (Außen-) Elektronen (Elektronengas") •elektrische Anziehungskräfte zwischen den positiv geladenen Atomrümpfen und den negativ geladenen beweglichen Elektronen "typische Eigenschaften der Metalle lassen sich mit diesem Modell erklären (elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Verformbarkeit) Nat (Na+) CI" CI Na CIT No Na CI positiv geladene Atomrümpfe frei bewegliche Elektronen