Redoxreaktionen

Redox Reactions

Chemie Klasse 9 17 Aufgaben

RedoxReaktionen

Oxidation ist Elektronenabgabe, Reduktion Elektronenaufnahme; beide laufen als gekoppelte Donator-Akzeptor-Vorgänge immer gemeinsam ab. Der Elektronenbegriff löst den engeren Sauerstoffbegriff ab: Oxidationszahlen machen den Elektronenübergang formal sichtbar, auch wenn gar kein Sauerstoff beteiligt ist (z. B. Mg + Cl₂ → MgCl₂). Oxidation braucht also keinen Sauerstoff, und die Oxidationszahl ist nicht dasselbe wie die Ionenladung — zwei von Schmidt (1997) beschriebene Fehlvorstellungen. Dieselbe Denkfigur verbindet sich im Donator-Akzeptor-Konzept mit der Säure-Base-Chemie.

Leicht

Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Was versteht man unter Oxidation im erweiterten Sinne?

● Die Abgabe von Elektronen
○ Die Aufnahme von Elektronen
○ Die Abgabe von Protonen
○ Die Aufnahme von Sauerstoff (nur)

Im erweiterten Sinn ist Oxidation die Abgabe von Elektronen (Elektronendonator). Das Teilchen, das oxidiert wird, erhöht seine Oxidationszahl. Beispiel: Na → Na⁺ + e⁻.

Lückentext #2 10s ▶ Testen

Reduktion ist die ___ von Elektronen.

✓ Antwort: Aufnahme

Reduktion bedeutet Elektronenaufnahme. Das Teilchen, das reduziert wird, verringert seine Oxidationszahl. Beispiel: Cl₂ + 2 e⁻ → 2 Cl⁻.

Wahr / Falsch #3 12s ▶ Testen

Oxidation und Reduktion treten immer gleichzeitig auf.

✓ Wahr

Richtig! Jede Redoxreaktion besteht aus einer Oxidation und einer Reduktion, die gleichzeitig ablaufen. Die Elektronen, die ein Teilchen abgibt, werden von einem anderen aufgenommen.

Multiple Choice #4 20s ▶ Testen

In der Reaktion 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl: Welches Teilchen wird oxidiert?

● Natrium (Na), weil es Elektronen abgibt.
○ Chlor (Cl₂), weil es Elektronen abgibt.
○ Natriumchlorid (NaCl)
○ Keines der Teilchen.

Natrium gibt je ein Elektron ab: Na → Na⁺ + e⁻ (Oxidation). Chlor nimmt Elektronen auf: Cl₂ + 2 e⁻ → 2 Cl⁻ (Reduktion). Natrium ist das Reduktionsmittel.

Wahr / Falsch #5 15s ▶ Testen

Ein edles Metall wie Gold gibt leichter Elektronen ab als ein unedles Metall wie Zink.

✓ Falsch

Falsch! Es ist umgekehrt: Unedle Metalle wie Zink geben leicht Elektronen ab (starke Reduktionsmittel). Edle Metalle wie Gold sind reaktionsträge und geben nur sehr schwer Elektronen ab.

Mittel

Lückentext #1 15s ▶ Testen

Der Stoff, der in einer Redoxreaktion Elektronen abgibt und dabei selbst oxidiert wird, heißt ___.

✓ Antwort: Reduktionsmittel

Das Reduktionsmittel gibt Elektronen ab (wird selbst oxidiert) und ermöglicht so die Reduktion des Partners. Beispiel: In 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl ist Natrium das Reduktionsmittel.

Zahleneingabe #2 20s ▶ Testen

Welche Oxidationszahl hat Eisen in Fe₂O₃? Sauerstoff hat die Oxidationszahl −2.

✓ Antwort: 3

In Fe₂O₃: 2 × OZ(Fe) + 3 × (−2) = 0. Also 2 × OZ(Fe) = +6, OZ(Fe) = +3. Eisen hat die Oxidationszahl +III.

Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

Kupferdraht in Silbernitratlösung: Cu + 2 AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2 Ag. Welches Teilchen ist das Oxidationsmittel?

● Ag⁺
○ Cu
○ NO₃⁻

Das Oxidationsmittel nimmt Elektronen auf und wird dabei selbst reduziert: Jedes Ag⁺ nimmt ein Elektron auf und wird zu Silber. Cu gibt Elektronen ab – es ist das Reduktionsmittel. Das Nitrat-Ion NO₃⁻ enthält zwar Sauerstoff, bleibt aber unverändert in Lösung: Ein Oxidationsmittel muss keinen Sauerstoff liefern.

Wahr / Falsch #4 20s ▶ Testen

Bei der Thermitreaktion (2 Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2 Fe) wird Aluminium reduziert.

✓ Falsch

Falsch! Aluminium wird oxidiert (gibt Elektronen ab: Al → Al³⁺). Eisen(III) wird reduziert (nimmt Elektronen auf: Fe³⁺ → Fe). Aluminium ist das Reduktionsmittel.

Sortieren #5 20s ▶ Testen

Ordne die Metalle nach steigender Reaktivität (Stellung in der Spannungsreihe): Gold (Au), Eisen (Fe), Natrium (Na), Kupfer (Cu).

✓ Antwort: Gold, Kupfer, Eisen, Natrium

Von edel (unreaktiv) nach unedel (reaktiv): Au < Cu < Fe < Na. Je unedler ein Metall, desto leichter gibt es Elektronen ab (stärkeres Reduktionsmittel).

Multiple Choice #6 15s ▶ Testen

Drei Eisennägel liegen eine Woche lang an verschiedenen Orten. Welcher Nagel rostet?

○ Nagel in trockener Luft
● Nagel in feuchter Luft
○ Nagel in luftfreiem Wasser

Rosten ist eine Redoxreaktion, die Sauerstoff und Wasser zugleich braucht: Eisen gibt Elektronen ab (Oxidation), Sauerstoff nimmt sie auf (Reduktion), Wasser ist als Elektrolyt nötig. 4 Fe + 3 O₂ + 6 H₂O → 4 Fe(OH)₃, das weiter zu Rost verwittert. In trockener Luft fehlt das Wasser, in luftfreiem (abgekochtem) Wasser fehlt der Sauerstoff.

Lückentext #7 15s ▶ Testen

Die Reihenfolge der Metalle nach ihrer Bereitschaft, Elektronen abzugeben, heißt elektrochemische ___.

✓ Antwort: Spannungsreihe

Die elektrochemische Spannungsreihe ordnet Metalle nach ihrem Standardpotential. Unedle Metalle (z. B. Na, Mg, Zn) stehen oben und geben leicht Elektronen ab. Edle Metalle (z. B. Cu, Ag, Au) stehen unten.

Zahleneingabe #8 15s ▶ Testen

Bei der Reaktion Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu: Wie viele Elektronen gibt ein Zinkatom ab?

✓ Antwort: 2

Zink wird oxidiert: Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻. Es gibt 2 Elektronen ab. Kupfer wird reduziert: Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu. Die Elektronen werden von Zink auf Kupfer übertragen.

Multiple Choice #9 20s ▶ Testen

Was passiert, wenn man einen Eisennagel in Kupfersulfatlösung taucht?

● Eisen löst sich auf und Kupfer scheidet sich am Nagel ab, weil Eisen unedler ist.
○ Es passiert nichts.
○ Kupfer löst sich auf und Eisen scheidet sich ab.
○ Beide Metalle lösen sich auf.

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu. Eisen ist unedler als Kupfer und gibt daher Elektronen an Cu²⁺-Ionen ab. Das elementare Kupfer scheidet sich als rotbrauner Belag am Eisennagel ab (Zementationsreaktion).

Zahleneingabe #10 15s ▶ Testen

Welche Oxidationszahl hat Schwefel in SO₂? Sauerstoff hat −2.

✓ Antwort: 4

In SO₂: OZ(S) + 2 × (−2) = 0 → OZ(S) = +4.

Schwer

Zahleneingabe #1 25s ▶ Testen

Welche Oxidationszahl hat Mangan in KMnO₄? K hat +1, O hat −2.

✓ Antwort: 7

(+1) + OZ(Mn) + 4 × (−2) = 0 → +1 + OZ(Mn) − 8 = 0 → OZ(Mn) = +7.

Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Welcher Vorgang ist KEINE Redoxreaktion?

● Lösen von Kochsalz in Wasser
○ Verbrennung von Magnesium
○ Rosten von Eisen
○ Reaktion von Zink mit Salzsäure

Das Lösen von NaCl in Wasser ist ein physikalischer Vorgang (Dissoziation). Es findet kein Elektronenübergang statt. Verbrennung, Rosten und Metallauflösung in Säure sind Redoxreaktionen.

Vorrechnen (1)

Voraussetzungen (2)

Ermöglicht (3)