Es gibt verschiedene Verfahren , um Redoxgleichungen aufzustellen.
Bei dem überwiegend paktizierten , über Teilgleichungen gehenden Verfahren treten bisweilen Ionen und Elektronen auf, die Schülern ein Bild vermitteln, das für meinen Geschmack zu weit von der Realität entfernt ist.
Nehmen wir eine einfache Reaktion :
CH_4 + 2 O_2 \ -> \ CO_2 + 2 H_2O
Ich würde die stöchiometrischen Zahlen so finden : C hat im CH4 die OZ = -4 im CO2 die OZ = + 4. Der Kohlenstoff wird also um 8 Stufem oxidiert.
Da der Sauerstoff von OZ = 0 ( im O2 ) zu OZ = -2 reduziert wird, werden 4 O und somit 2 O2 benötigt, damit die Gesamtstufenzahl "rauf" und "runter" mit
1 x 8 = 4 x 2
übereinstimmt.
Wie sieht die Alternative mit den Teilgleichungen aus ?
Gruß FKS
Edgar
01.06.2007, 12:04
Ein gutes Beispiel!
Ich gebe in so einem Fall den Rat, nur den Sauerstoff zu betrachten, der stets 2 Elektronen aufnimmt.
miez
01.06.2007, 12:28
Das System der Teilgleichungen wird bei mir nur bei Redoxreaktionen in wässriger Lösung bzw. Reaktionen in der Schmelze angewendet.
Bei Reaktionen in der Gasphase sind Konstrukte wie O2- nicht sinnvoll.
Bei Redoxgleichungen wie z.B.
Ich hoffe , dass ich mich nicht verzählt habe. Was im Übrigen bei dem über Teilgleichungen abgewickelten Verfahren genau so passieren kann.
Das von mir angewandte Verfahren hat auch den Vorteil, dass man die OZen von Cr und I im CrI hier z.B. prinzipiell gar nicht benötigt. Es genügt zu wissen, dass die Formeleinheit ungeladen ist.
Gruß FKS
miez
01.06.2007, 13:58
Cr wird von +1 auf + 6 , also um 5 Stufen oxidiert
I wird von -1 auf +7 , also um 8 stufen oxidiert
Macht also für CrI insgesamt 13 Stufen, bzw. zur Vermeidung von Brüchen für 2 CrI insgesamt 26 Stufen, wofür dann 13 Cl2 benötigt werden:
.
.
.
Ich hoffe , dass ich mich nicht verzählt habe. Was im Übrigen bei dem über Teilgleichungen abgewickelten Verfahren genau so passieren kann.
Das von mir angewandte Verfahren hat auch den Vorteil, dass man die OZen von Cr und I im CrI hier z.B. prinzipiell gar nicht benötigt. Es genügt zu wissen, dass die Formeleinheit ungeladen ist.
Ich halte diese Darstellung für übersichtlicher (auch wenn es darum geht, Fehler zu finden), wenn auch mit mehr Schreibarbeit verbunden.
Cr3+ + 8 OH- → CrO42- + 3 e + 4 H2O | x 1
I- + 8 OH- → IO4- + 8 e + 4 H2O | x 3
CrI3 + 32 OH- → CrO42- + 3 IO4- + 16 H2O + 27 e| x 2
Cl2 + 2 e → 2 Cl- | x 27
Es gibt noch weitere Systeme, Gleichungen auszubalancieren.
Nachdem das Ergebnis immer das gleiche sein muss, haben wohl alle ihre Berechtigung.
Das Teilgleichungssystem funktioniert sehr gut, ist leicht verständlich und übersichtlich. Es ist auch nicht nötig, die Oxidationsstufen korrekt zu bestimmen, solange die Zahl der zu verschiebenden Elektronen richtig ist, obwohl man Oxidationsstufen schon richtig bestimmen können sollte.
Aber das ist wohl Ansichtssache.
Osmium
01.06.2007, 14:23
Also ich seh die Teilgleichungen als Hilfskonstrukt zur Bestimmung der stöchiometrischen Verhältnisse und nicht als vollwertige Gleichungen. Deswegen seh ich es auch umständlich an in den Teilgleichungen für wässrige Lösungen mit den Oxidionen/Wasser zu operieren. Das Ausgleichen geht über die Ladungsdifferenz in der addierten Gleichung hinterher oft einfacher. Aber meine bisherigen Chemielehrer waren da auch sehr unterschiedlicher Meinung :o
linkhardy
01.06.2007, 15:31
ich glaube der einzige grund, warum man redoxgleichungen mit hilfe von teilgleichungen löst, ist die notwendigkeit über die kenntnis der teilgleichungen in der elektrochemie, sprich nernstgleichung. ansonsten spricht außer der gewohnheit nichts dafür.
Friedrich Karl Schmidt
01.06.2007, 15:38
Also ich seh die Teilgleichungen als Hilfskonstrukt zur Bestimmung der stöchiometrischen Verhältnisse und nicht als vollwertige Gleichungen. Das ist ja gerade der Punkt : Ich denke, dass nur eine Minderheit aller Schüler Teilgleichungen nur als Hilfskonstrukt versteht. Immerhin werden auch die Elektronen als solche verstanden und die Oxidationszahl nicht selten mit dem Ladungszustand auch dann assoziiert, wenn sich dieser kaum ändert.
Ist es z.B. nicht so, dass die Oxidation vom Methan zu CO2 und Wasser in Teilgleichungen so aussieht :
CH_4 \ -> \ C^4^+ + 4H^+ + 8 e^-
2 O_2 + 8 e^- \ -> \ 4 O^2^-
C^4^+ + 4H^+ + 4 O^2^- \ -> \ CO_2 + 2H_2O
CH_4 + 2O_2 \ -> \ CO_2 + 2H_2O
Gruß FKS
Friedrich Karl Schmidt
01.06.2007, 15:53
Das System der Teilgleichungen wird bei mir nur bei Redoxreaktionen in wässriger Lösung bzw. Reaktionen in der Schmelze angewendet.
Bei Reaktionen in der Gasphase sind Konstrukte wie O2- nicht sinnvoll.
Mein Anliegen zielt auf den Chemieunterricht. Und da erscheint es mir angebracht, mit nur einem Verfahren das gesamte dort mögliche Spektrum abzudecken . Mal das eine und dann wieder ein anderes Verfahren zu verwenden, halte ich für den Chemieunterricht für weniger zweckmäßig.
Darin stimme ich durchaus mit der gängigen Praxis überein. Die ja auch in der Beschränkung auf nur ein Verfahren einen Vorteil zu sehen scheint.
Nur bin ich eben der Meinung, dass das über Teilgleichungen laufende Verfahren in manchen Fällen zu Darstellungen führt, die ich mit aller Zurückhaltung als "gewöhnungsbedürftig" bezeichnen würde.
Was aber alles halb so schlimm wäre, wenn die dort auftretenden Spezies von Schülern nicht für "bare Münze" genommen würden.
Gruß FKS
Osmium
01.06.2007, 16:23
Mann muss nur den Unterschied bzw. den fließenden Übergang zwischen Ionen- und polarer Elektronenpaarbindung klarstellen.
Bei Bestimmung von Oxidationszahlen werden die gemeinsamen Elektronenpaare auch vollständig dem einen Partner zugeordnet. Aber bloß weil der Kohlenstoff im Methan leicht elektronegativer ist, muss man nicht gleich von einem C4- ausgehen.
Das Problem dieser Vereinfachung zieht sich doch durch die ganze Chemie.
Das von FKS vorgestellte Verfahren benutzt genauso Oxidationszahlen und die Begriffe Oxidation und Reduktion. Auf die Einheit dieser beiden Vorgänge baut doch die ganze Redoxchemie in der Schule auf, da wird der wissbegierige Schüler doch genauso nachhaken wo denn nun die Elektronen fließen. Warum ihm das nicht veranschaulichen? Es ist eben ein Modell, sowie das Bohr`sche Atommodell auch lange Zeit die Grundlage darstellt - nicht sehr realistisch aber extrem praktisch in vielfachen Anwendungen.
Und Gleichungen wie die Verbrennung von Methan haben wir nie so aufgebröselt, da hier das Ausgleichen nun wirklich kein Problem darstellt.
Friedrich Karl Schmidt
01.06.2007, 17:38
Aber bloß weil der Kohlenstoff im Methan leicht elektronegativer ist, muss man nicht gleich von einem C4- ausgehen. Wohl gesprochen. Aber wie sieht denn die Verbrennung von Methan in Teilgleichungen dargestellt Ihrer Meinung nach aus ?
Das Problem dieser Vereinfachung zieht sich doch durch die ganze Chemie.Das kann aber doch nicht die Rechtfertigung für jedwede Fragwürdigkeit sein. Schon gar nicht dann, wenn es auch ohne Probleme ohne dieselbe funktioniert.
Das von FKS vorgestellte Verfahren benutzt genauso Oxidationszahlen und die Begriffe Oxidation und Reduktion. Auf die Einheit dieser beiden Vorgänge baut doch die ganze Redoxchemie in der Schule auf, da wird der wissbegierige Schüler doch genauso nachhaken wo denn nun die Elektronen fließen. Oft fließen doch gar keine Elektronen. Das ist ja gerade der Missverstand, den ich zu vermeiden suche.
Warum ihm das nicht veranschaulichen? Die so genannte Veranschaulichung denaturiert in höchst überflüssiger Weise den Sachverhalt.Und Gleichungen wie die Verbrennung von Methan haben wir nie so aufgebröselt, da hier das Ausgleichen nun wirklich kein Problem darstellt. Da Sie es ja ohnehin besser zu wissen meinen, hat es wohl kaum einen Sinn, Ihnen ein Beispiel zu suchen, für einen Fall, wo Sie wahrscheinlich "aufbröseln" müssten. Im Übrigen habe ich diese "Aufbröselei" in fragwürdige Spezies auch hier im Forum mehrfach erlebt. Und zwar deshalb , weil Lehrer die Teilgleichungen ausdrücklich verlangt hatten.
Es sollte also bitte niemand den Eindruck zu erwecken versuchen, dass ich einen Sachverhalt völlig überflüssiger Weise hier zum Thema gemacht hätte.
Gruß FKS
Godwael
01.06.2007, 18:36
Ich persönlich vermute ja, dass die Teilgleichungen im Grunde daher rühren, dass Schüler bei der Behandlung von Redoxreaktionen am Anfang oft vergessen, dass zu einer Redoxreaktion zwei Partner gehören. Das ist zumindest meine Erfahrung aus meiner Nachhilfe-Zeit.
Ich hatte da diverse Leute, die permanent um das "auffälligste" Reaktionsprodukt rumgeschlichen sind wie die Motte ums Licht. Die Teilgleichungen erzwingen einfach eine systematische Bearbeitung der Aufgabe.
Friedrich Karl Schmidt
01.06.2007, 19:56
Ich hatte da diverse Leute, die permanent um das "auffälligste" Reaktionsprodukt rumgeschlichen sind wie die Motte ums Licht. Die Teilgleichungen erzwingen einfach eine systematische Bearbeitung der Aufgabe. Das tut auch das von mir bevorzugte Verfahren. Der Unterschied liegt aber u.a. darin, dass bei mir keine Elektronen bilanziert werden, sondern die Veränderungen von Oxidationsstufen. Nehmen wir eine einfache Reaktion :
CH_4 + 2 O_2 \ -> \ CO_2 + 2 H_2O
Ich würde die stöchiometrischen Zahlen so finden : C hat im CH4 die OZ = -4 im CO2 die OZ = + 4. Der Kohlenstoff wird also um 8 Stufem oxidiert.
Da der Sauerstoff von OZ = 0 ( im O2 ) zu OZ = -2 reduziert wird, werden 4 O und somit 2 O2 benötigt, damit die Gesamtstufenzahl "rauf" und "runter" mit
1 x 8 = 4 x 2
übereinstimmt.Was m.E. auch konsequent insofern ist, als man den Begriff der Oxidationszahl ja eingeführt hat, um von der allgemein nicht zutreffende Elektronenabgabe - Elektronenaufnahme - Vorstellung wegzukommen und den Oxidatios-Reduktiondbegriff ( wie schon zweimal vorher ) zu erweitern .
Mit der richtigen Konsequenz gesehen ist eine Oxidation auch nicht mehr eine "Abgabe von Elektronen", sondern eine "Zunahme der Oxidationszahl".
Wobei ich auch in dieser Formalisierung einen Vorteil sehe. Das Thema ist unnötig aufgebläht und wird viel zu hoch gehängt. Wie sich das schon anhört " Donator - Akzeptor - Konzept" oder "Redoxchemie" . Dabei geht es doch nur um die Frage : Wie bringe ich eine Reaktionsgleichung auf möglichst einfache Weise richtig zusammen.
Gruß FKS
FabianH
01.06.2007, 21:13
Hallö,
meine spontane Meinungen:
Ich denke auch, dass die Schüler die Teilgleichungen nicht als das Hilfsmittel sehen, dass es (nur) ist. Ihnen dementsprechend eine Fehlvorstellung vermittelt werden könnte. Insofern halte ich ein Nachdenken über eine Alternative für sinnvoll.
Ebenso bin ich Ihrer Meinung, dass in der Schule nur oder vorrangig ein Verfahren gelehrt werden sollte.
Godwael stimme ich allerdings in dem Sinne zu, dass bei den Teilgleichungen die Unterscheidung der beiden Reaktionspartner viel offener gefordert wird und durchgeführt werden muss.
Mein größtes Problem an Ihrem System ist dies allerdings nicht, das könnte man sicherlich auch "beheben". Wo ich mir unsicher bin (wobei ich mich da auch irren mag), ist die Frage ob Ihr System wirklich immer funktioniert? Zugegebenermaßen bin ich nach dieser Aussage einen Beweis/Gegenbeweis schuldig, den ich jetzt aber (noch) nicht liefern kann.
Auf alle Fälle ein schickes Thema um drüber nachzudenken!
(Warum reden Sie nicht mal über Themen die mit meinen Prüfungsthemen zu tun haben, dann könnte ich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Knobeln (=Spaß haben) und Lernen (=nicht immer so spaßig) ;) ).
MfG
Fabain
Friedrich Karl Schmidt
02.06.2007, 10:01
Godwael stimme ich allerdings in dem Sinne zu, dass bei den Teilgleichungen die Unterscheidung der beiden Reaktionspartner viel offener gefordert wird und durchgeführt werden muss.Dem stimme ich im Grunde ja auch zu. Nur erkenne ich nicht, wie dieser Aspekt zu einem Problem werden kann. Immerhin wird bei allen mir bekannten Verfahren als erster Schritt verlangt, allen Elementen auf der Edukt- , wie auch auf der Produktseite Oxidationszahlen zuzuordnen, um zu erkennen, welches Element oxidiert und welches reduziert wird. Deshalb kann m.E. diesbezüglich ein Problem überhaupt nur dann auftreten, wenn unsystematisch vorgegangen wird.
Mein größtes Problem an Ihrem System ist dies allerdings nicht, das könnte man sicherlich auch "beheben". Wo ich mir unsicher bin (wobei ich mich da auch irren mag), ist die Frage ob Ihr System wirklich immer funktioniert? Abgesehen von der prinzipiellen Möglichkeit, dass ein extrem "exotischer" Fall schwieriger zu händeln sein könnte, kann ich Sie hier beruhigen. Das von mir bevorzugte Verfahren ist formal äquivalent dem Verfahren mit Teilgleichungen. Nur bleibe ich konsequent bei den Oxidationszahlen und vermeide deren Umdeutung in Elektronenzahlen.
Im Übrigen ist das Verfahren nicht neu. An meiner ehemaligen Schule wurde es von fast allen Chemielehrern ( und das waren immerhin mehr als ein Dutzend ) bereits seit Jahrzehnten praktiziert und ist zwischenzeitlich auch von dem von mir ansonsten nicht sehr geschätzten Prof. H.J.Schmidt in einem Lehrbuch vorgestellt worden.
Gruß FKS
Friedrich Karl Schmidt
02.06.2007, 10:14
(Warum reden Sie nicht mal über Themen die mit meinen Prüfungsthemen zu tun haben, dann könnte ich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen. Das können wir gerne tun. Nur wäre es einfacher, wenn Sie selbst die Themen setzten, über die Sie diskutiert haben möchten.
Mir persönlich wäre dies auch deshalb lieber, weil ich nicht wieder und wieder gezwungen sein möchte, mich für ein von mir gestelltes Thema rechtferigen zu müssen. Ich habe es nämlich ziemlich satt, mich immer wieder mit Beiträgen des Tenors " Was willst Du eigentlich, ist doch alles kein Problem " auseinander setzen zu müssen.
Gruß FKS
Friedrich Karl Schmidt
02.06.2007, 11:47
Die nachfolgend angehängten Dateien sind die zum Thema gehörenden Abschnitte aus einem Skript/Buch, das ich einmal für Chemieberufe ( Laboranten, CTA,Chemotechniker) geschrieben habe
Gruß FKS
FabianH
02.06.2007, 12:22
Dem stimme ich im Grunde ja auch zu. Nur erkenne ich nicht, wie dieser Aspekt zu einem Problem werden kann. Immerhin wird bei allen mir bekannten Verfahren als erster Schritt verlangt, allen Elementen auf der Edukt- , wie auch auf der Produktseite Oxidationszahlen zuzuordnen, um zu erkennen, welches Element oxidiert und welches reduziert wird. Deshalb kann m.E. diesbezüglich ein Problem überhaupt nur dann auftreten, wenn unsystematisch vorgegangen wird.
Als wirkliches Problem empfinde ich dies auch nicht. Wollte nur Godwaels Sichtweise bestätigen, aber das tun Sie ja auch.
Abgesehen von der prinzipiellen Möglichkeit, dass ein extrem "exotischer" Fall schwieriger zu händeln sein könnte, kann ich Sie hier beruhigen. Das von mir bevorzugte Verfahren ist formal äquivalent dem Verfahren mit Teilgleichungen.
Zu genau diesem Entschluss bin ich auch gekommen.
Im Übrigen ist das Verfahren nicht neu. An meiner ehemaligen Schule wurde es von fast allen Chemielehrern ( und das waren immerhin mehr als ein Dutzend ) bereits seit Jahrzehnten praktiziert und ist zwischenzeitlich auch von dem von mir ansonsten nicht sehr geschätzten Prof. H.J.Schmidt in einem Lehrbuch vorgestellt worden.
Der Interesse halber: Warum nur von fast allen? Find ich schade, dass sollte doch konsistent gemacht werden. Fanden die anderen das einfach nur doof oder gab es andere Gründe dafür?
Das können wir gerne tun. Nur wäre es einfacher, wenn Sie selbst die Themen setzten, über die Sie diskutiert haben möchten.
Das war natürlich jetzt nicht soo ernst gemeint. Hauptsache ist (für mich persönlich) dass es Spaß macht darüber nachzudenken und zu knobeln und das tut es.
Nichtsdestotrotz haben Sie nicht Unrecht, könnte wirklich mal (wieder) was vorbringen, nur die zu lernende Stoffmenge für meinen Abschlussprüfungen ist momentan ein bisschen zu hoch, als das ich mich auch damit beschäftigen könnte. Aber bald habe ich ich eine Pause und der Schluss ist ja auch in Sicht, dann werde ich Ihrer Aufforderung bestimmt Folge leisten.
Mir persönlich wäre dies auch deshalb lieber, weil ich nicht wieder und wieder gezwungen sein möchte, mich für ein von mir gestelltes Thema rechtferigen zu müssen. Ich habe es nämlich ziemlich satt, mich immer wieder mit Beiträgen des Tenors " Was willst Du eigentlich, ist doch alles kein Problem " auseinander setzen zu müssen.
Auch wenn ich Sie schon verstehen kann, vielleicht interpretieren Sie diese Beiträge zu stark. Wenn Sie wie hier schon eine Frage in den Titel stellen, dann kommen eben Antworten, die versuchen diese Frage zu beantowrten.
Zum Thema:
Nach dem Nachdenken und Lektüre ihres Buchausschnittes, komme ich im Wesentlichen zu der gleichen Frage wie Sie, finde allerdings keine Antwort drauf. Ich denke, es ist ein typischer Fall von: "Na so habe ich das eben gelernt, warum sollte ich es anders machen?".
Und: Könnten Sie bitte die Bibligraphischen Daten der von Ihnen kopierten Seiten hier reinstellen? Damit man auch ordentlich zitieren kann. Gut Autor ist klar, aber Titel, Verlag, Ort, Jahr und auch die Seitenzahlen wären schön. Danke im Voraus!
MfG
Fabian
Friedrich Karl Schmidt
02.06.2007, 12:30
Fortsetzung
Gruß FKS
Friedrich Karl Schmidt
02.06.2007, 13:21
Der Interesse halber: Warum nur von fast allen? Find ich schade, dass sollte doch konsistent gemacht werden. Fanden die anderen das einfach nur doof oder gab es andere Gründe dafür? Zum einen schränke ich mit "fast" dann ein, wenn ich mir in Bezug auf alle nicht ganz sicher sein kann. Im Übrigen handelt es sich bei dieser Schule um ein sehr "heterogenes Gebilde" mit allen Sorten von Chemieberufen oder chemienahen Berufen, Technischem Gymnasium. Technischer Oberstufe und den entsprechenden Schularten der "Mittelstufen" .
Und da lässt sich eine Einheitlichkeit oft nicht herstellen, weil man als Lehrer dem Lehrplan entsprechen muss oder wegen gegebener Prüfungsrealitäten auch gegen eigene Überzeugung unterrichten muss. Dies geht manchmal so weit, dass man bisweilen sogar Falsches lehren muss. Wenn besagtes Falsches in Prüfungen von Schülern erwartet wird, bleibt einem als Lehrer gar nichts anderes übrig, wenn man den eigenen Schülern nicht schaden will.
Auch wenn ich Sie schon verstehen kann, vielleicht interpretieren Sie diese Beiträge zu stark. Wenn Sie wie hier schon eine Frage in den Titel stellen, dann kommen eben Antworten, die versuchen diese Frage zu beantowrten.
Es mag sein, das ich hier bisweilen überinterpretiere. Wenn dies aber so sein sollte, dann nur wegen ständigen Erlebens dieses Phänomens, bei dem ich mit Sicherheit nichtüberinterpretiert habe.
Ich denke, es ist ein typischer Fall von: "Na so habe ich das eben gelernt, warum sollte ich es anders machen?". So ist es . Und im Fall des aktuellen Themas sind in Bezug auf die "Formalität" die Unterschiede in den Verfahren relativ unbedeutend und man brauchte kein Wort darüber zu verlieren, wären da nicht Interpretationen auf Schülerseite zu befürchten und auch festzustellen, die eine falsch verstandene Wissenschaftlichkeit in eine fast schon banale Formalität hineintragen.
Und: Könnten Sie bitte die Bibligraphischen Daten der von Ihnen kopierten Seiten hier reinstellen? Damit man auch ordentlich zitieren kann. Gut Autor ist klar, aber Titel, Verlag, Ort, Jahr und auch die Seitenzahlen wären schön.
Bitte so wenig Aufhebens wie möglich. Ich habe alle Rechte an diesem Werk : Schmidt - Straub - Zauke, "Chemie der wässrigen Lösungen", S.12 - 15, Eigenverlag 1993. Alles was ich möglicherweise noch daraus ins Forum stelle, steht zur freien Verfügung. Aus meiner Sicht braucht nicht einmal zitiert zu werden.
Gruß FKS
FabianH
02.06.2007, 14:36
So ist es . Und im Fall des aktuellen Themas sind in Bezug auf die "Formalität" die Unterschiede in den Verfahren relativ unbedeutend
Ich würde sogar sagen absolut.
Bitte so wenig Aufhebens wie möglich. Ich habe alle Rechte an diesem Werk : Schmidt - Straub - Zauke, "Chemie der wässrigen Lösungen", S.12 - 15, Eigenverlag 1993. Alles was ich möglicherweise noch daraus ins Forum stelle, steht zur freien Verfügung. Aus meiner Sicht braucht nicht einmal zitiert zu werden.
Diese Auffassung ehrt Sie sicherlich, nur gewöhnt man es sich eben im Laufe des Studiums an, seine "Artikelbibliothek" gleich ordentlich zu führen. (Sicherlich mehr durch das EWI/Fachdidaktik-Studium) Da ich mir diese Seiten eben ausgedruckt und abgeheftet habe, möchte ich einfach für mich selbst die Angaben haben. Danke also!Das es zu einer Zitierung meiner Seite kommt, glaube ich auch nicht.
MfG
Fabian
Chemeck
31.07.2007, 19:12
Ich würde gerne einen neuen Aspekt einbringen, der mir gerade beim Aufstellen von Redoxgleichungen durch den Kopf gegangen ist:
Wenn ich z.B. die Verbrennung von Glycerin betrachte, gibt es bereits beim Bestimmen der OZ ein Schwierigkeit für die Schüler: Entweder man erhält Bruchzahlen bei den OZ oder man muss für jedes C-Atom die Oxidationszahl einzeln bestimmen.
Obwohl es ja eigentlich eine relativ einfache Reaktion ist, finde ich es ganz und gar nicht einfach, einen unkomplizierten Lösungsweg zu erklären.
Am besten erscheint es mir im Moment spontan, die C-Atome einzeln zu betrachten, dann die Änderung der Oxidationsstufen bei den C-Atomen zusammenzuzählen und dann durch die entsprechende Anzahl an Sauerstoffmolekülen auszugleichen.
Aber wie begründe ich dann, dass es bei dieser Reaktion notwendig ist, die C-Atome einzeln zu betrachten?
Bin gespannt auf andere Meinungen! :-)
Friedrich Karl Schmidt
31.07.2007, 20:13
In diesem Fall kann man sich so behelfen, dass man die Bedingung verwendet, dass die Summe aller Oxidationszahlen gleich der Ladungszahl der Formeleinheit, im Fall von deren Neutralität also Null ist. Unter der Voraussetzung dass die Oxidationszahl des Sauerstoffs vor und nach der Reaktion - 2 ist. wird der KW- Rest in C3H8 von der "summarischen Oxidationszahl" 3 x 2 = 6 nach ( 3 x 4 + 8 x 1 ) = 20 , also um insgesamt ( 20 - 6 ) = 14 Stufen oxidiert, wozu also 7 Sauerstoffatome rsp. 3,5 O2 benötigt werden :
Cool, man kann tatsächlich das was ich von anfang an irgendwie im Kopf zusammenbastel verständlich zu Papier bringen, respekt! Ich könnts nichtmal mit Worten erklären... war bisher immer einfach "mein" (für die meisten Lehrer unverständliches) System...
Von Teilgleichungen halte ich persönlich wenig, weil ich da mehr fehler mache als ohne. Wenn ein Lehrer die haben wollte hab ich immer die Gleichung ausgeglichen, drüber Platz gelassen und dann die Teilgleichungen hingepinselt, weils ja Punkte drauf gab - wie sinnvoll....
nobody
13.09.2007, 19:01
An meiner ehemaligen Schule wurde es von fast allen Chemielehrern ( und das waren immerhin mehr als ein Dutzend ) bereits seit Jahrzehnten praktiziert und ist zwischenzeitlich auch von dem von mir ansonsten nicht sehr geschätzten Prof. H.J.Schmidt in einem Lehrbuch vorgestellt worden.
Im Mortimer wird auch dieses System vorgestellt. Ich sehe das eigentlich genauso wie FKS und Akkordeon1987. Das System ist in meinen Augen übersichtlicher und schneller.
Paleiko
17.09.2007, 01:08
Also ich hab in der Schule beide Systeme parallel gelernt, wobei die OZ hauptsächlich in der Organik verwendet wurden. Das Problem bei beiden Systemen ist, dass Schüler generell schnell Formalismen mit Fakten verwechseln. Wenn man in den Teilgleichungen die Elektronen als Problem ansieht, müsste man strenggenommen auch eine Verwechselungsgefahr von OZ mit tatsächlichen Ladungen vermuten.
Beide Systeme sind nur dann "problemfrei", wenn der Lehrer sie korrekt darstellt. Ich finde es gut, beide Systeme zu vermitteln, weil meiner Erfahrung nach jeder sein bevorzugtes System hat. Die einen haben Schwierigkeiten eine Gleichung in 2 formale Teile zu splitten, die anderen kriegen Schwierigkeiten bei reiner OZ-Schreibweise ionische Gleichungen mit Wasser, H+ etc. auszugleichen.
Die Ionenschreibweise kann auch ihre Tücken haben. Gibt genug Schüler, denen sie willkürlich erscheint, weil sie nicht dahintersteigen, welche Ionen nun wegfallen und welche nicht.
Ist vielleicht ein Problem in der Chemie insgesamt. Ich hab häufig den Eindruck, dass die Diskussion von grundlegenden Modellen gerne vernachlässigt wird.
Friedrich Karl Schmidt
18.09.2007, 12:25
ich glaube der einzige grund, warum man redoxgleichungen mit hilfe von teilgleichungen löst, ist die notwendigkeit über die kenntnis der teilgleichungen in der elektrochemie, sprich nernstgleichung. ansonsten spricht außer der gewohnheit nichts dafür. So sehe ich es auch. Wobei ich aber auch die NERNST'sche Gleichung für verzichtbar halte. Jedenfalls würde das Verständnis unter dem Verzicht nicht leiden. Im Gegenteil, es würde sogar befördert.
Bei Interesse bin ich gern bereit, die Alternative zu erläutern.
Gruß FKS
Akkordeon1987
18.09.2007, 12:36
So sehe ich es auch. Wobei ich aber auch die NERNST'sche Gleichung für verzichtbar halte. Jedenfalls würde das Verständnis unter dem Verzicht nicht leiden. Im Gegenteil, es würde sogar befördert.
Bei Interesse bin ich gern bereit, die Alternative zu erläutern.
Gruß FKS
da ich Teilgleichungen hasse und nun im 3. Semester Elektrochemie hören muss, immer her damit!
Danke
Friedrich Karl Schmidt
19.09.2007, 11:18
da ich Teilgleichungen hasse und nun im 3. Semester Elektrochemie hören muss, immer her damit!Danke Um Elektrodenreaktionen zu formulieren, wird man Teilgleichungen schon noch brauchen. Aber um Spannungen zu berechnen, braucht man sie schon deshalb nicht, weil man auch die NERNST-Gleichnung nicht benötigt.
Ein wesentlicher Mangel der PC-Lehre besteht darin, dass bei der Frage, ob etwas reagiert oder nicht, mit Standardwerten von Enthalpie und Entropie argumentiert wird, gleichwohl dieses prinzipiell völlig falsch ist, alldieweil auch Reaktionen mit postiver freier Standardreaktionsenthalpie ablaufen können. Und dies bisweilen sogar nahezu vollständig.
So benötigt man , allein schon um diesem Missverstand entgegenzuwirken, die folgende Beziehung :
, wobei Q der Reaktionsquotient ist, der identisch ist mit dem . was auf "der rechten Seite des MWG" steht, mit der Einschränkung , dass Q für jeden Reaktionszustand gilt und nicht etwa nur für das Gleichgewicht, in dem dann allerdings Q = Ka gilt.
Die Spannung U0 einer ( unbelasteten ) Zelle, also deren EMK, erhält man aus :
\Delta _rG(T,p) \ = \ - \ z \ F \ U_0 (T,p)
Das ist eigentlich schon alles. Im Übrigen kann man so auch die Halbzellenpotenziale aus thermodynamichen Daten berechnen. Z.B. für das Standardpotenzial von
Me -> Mez+ (aq) + z e-
gilt :
E_0^0 \ = \ \ - \ \Delta_bG_0^0[(Me^{z+}(aq)]/zF
Hauptvorteil dieser Herangehens- und Berechnungsweise ist die Tatsache, dass die unseligen Vorzeichenprobleme , mit denen man sich beim Arbeiten mit der NERNST-Gleichung herumschlagen muss, von vorn herein schon gar nicht existieren.
Was anscheinend noch niemand, schon gar nicht ein Didaktikprofessor, gemerkt hat.