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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Chemie: Redoxgleichung bzw. Fragen?


Moltke
2004-11-23, 20:08:38
Guten Morgen, die Damen und Herren !

Diese Thematik bereitet mir jetzt schon seit 4 Jahren Probleme, da ich einige sehr wichtige Punkte verpasst habe.
Geredet wird von Redoxgleichungen :
Aufgabenstellung:
Stellen sie die Redoxgleichung ausgehend von Propanol-2 im sauren Medium KMnO,4 auf . Es soll M*2+ entstehen.

-C-C-C- + KMnO,4 + ? -> `?
I
OH

Die Probleme: Wie löse ich folgende Gleichung ?
Wie komme ich zum Ergebnis auf der rechten Seite, sprich, woher weiß ich, welche Stoffe miteinander reagieren ?

Hatte mir zwar schon einschlägige Literatur gekauft bzw. versucht die Redoxregeln anzuwenden, aber der Funke ist noch nicht gesprungen.

Danke

Ps. Links wären auch nicht schlecht oder Literaturempfehlungen .

flominator
2004-11-27, 20:04:32
Schau mal hier (http://spotlight.de/zforen/std/m/std-1101411600-554.html) nach den Antworten!

Flora
2004-11-27, 22:25:42
Die Frage, was mit wem wozu reagiert, ist in der Tat wohl eins der größten Probleme in der Chemie. Aber sei froh, dass du nur 2 Komponenten und eine funktionelle Gruppe (Alkohol) hast, da ist das noch nachvollziehbar! :)
Also Lösung:
Dass Permanganat in saurer Lösung zu Mn2+ wird, muss man mal gelernt haben. Nun muss man noch erkennen, dass es sich dabei um eine Reduktion (also Elektronenaufnahme) handelt, was man mit Hilfe von Oxidationszahlen rauskriegt.
Damit Permanganat reduziert werden kann, braucht man jemanden, der ihm die notwendigen Elektronen liefert, also oxidiert wird. Und das kann nur der Alkohol sein, denn in der sauren Lösung sind ja sonst nur H+ und die können nicht noch positiver werden (hat was mit Edelgaszustand und Orbitalen zu tun). Und der Sauerstoff im Wasser der (wässrigen) Lösung wird auch nicht zu O2, was man weiß, wenn man sich mal die Redoxreihe anschaut (je weiter unten eine Reaktion steht, um so unfreiwilliger läuft dort die Oxidation ab) und bedenkt, dass Sauerstoff mächtig elektronegativ ist und folglich seine Elektonen so lieb hat, dass er sie lieber selber behält.
Letzter Schritt ist noch darüber nachzudenken, wie weit der Alkohol oxidiert wird. Zur Wahl steht Aldehyd/Keton, Säure oder sogar CO2. Permanganat ist ein sehr starkes Oxidationsmittlel, also fällt die Aldehydstufe im Prinzip schonmal aus, weil die Oxidation normalerweise noch weiter geht (bei der Reduktion von Permanganat zu Mn2+ werden 5 Elektronen je Molekül aufgenommen, also muss der Alkohol möglichst viele Elektronen abgeben, also recht weit oxidiert werden).
Ob nun Säure entsteht oder sie sich sogar zu CO2 zersetzt, ist eine etwas schwierigere Sache und setzt ein wenig Erfahrung voraus. Im Experiment könnte man das gut rausbekommen, indem man einfach schaut, ob eine Gasentwicklung auftritt oder nicht. Nach ein paar Jahren Chemie weiß man aber auch, dass sich organische Verbindungen nur mit Luftsauerstoff und Hitze (also unter ganz extrem oxidierenden Bedingungen) zu CO2 umsetzen (auch als Verbrennung bekannt) und nur Methansäure eine Ausnahme macht, weil die auch mit Permanganat zu CO2 wird. Das ist aber die einzige Ausnahme.
Das Glück in unserem Beispiel ist aber, dass es sich um Propan-2-ol handelt, die Hydroxylgruppe also in der Mitte des Moleküls und nicht am Ende ist. Mittige Hydroxylgruppen können nur bis zur Ketogruppe oxidiert werden, für mehr reicht die Anzahl der Bindungen nicht aus (jeder Kohlenstoff darf nur 4 Bindungen ausbilden).
Schließlich muss man noch die Ladungen und übertragenen Elektonen ausgleichen. Permanganat nimmt also 5 Elektonen auf, während der Alkohol bei der Umwandlung zum Keton nur ein Elekton abgibt. Deshalb braucht man fünfmal so viel Alkohol wie Permanganatmoleküle. Und damit auf der linken und der rechten Seite der Gleichung die gleiche Gesamtladung steht, packt man auf der negativ geladeneren Seite noch H+ dazu und gleicht die O- und H-Anzahl mit H2O aus.
So, ich hoffe, dass ich die Verwirrung nicht noch vergrößert habe. ;)