Selbststudium Teil F  Redoxreaktionen

  1. Wir starten mit einer eindrücklichen Reaktion, der Thermit-Reaktion (Video: 3:20 min, YouTube):

  2. Schau zur Einführung ins neue Thema dieses Video (8:29 min, mau).
  3. Falls du das Skript Teil F noch nicht erhalten hast, musst du dieses zuerst ausdrucken (benötigt für das Selbststudium am Computer werden allerdings nur die Seiten 1–17).
  4. Drucke auch gleich die Lernziele aus, falls du das entsprechende Blatt nicht bereits erhalten hast.
  1. Studiere das erste Kapitel im Skript auf der Seite 1.
  2. Nun schauen wir die Thermit-Reaktion auf Teilchenebene genauer an und repetieren zentrale Konzepte, die für dieses Thema zu beherrschen sind:
    1. Schau dieses Video (10:18 min, mau) an.
    2. Halte die entsprechenden Aspekte aus dem Video bei der Reaktionsgleichung fest.
    3. Die Repetition der formalen Bildung von Ionen aus Atomen mithilfe des PSE ist auf der Rückseite der Seite 1 festzuhalten.
  1. Studiere das 2. Kapitel im Skript und ergänze die Lücken mithilfe dieser Folie.
  2. Der Unterschied zwischen "Abgabe" und "Entzug" von Elektronen soll nun am Beispiel der Wassersynthese klar gemacht werden:
    1. Schau dieses Video (6:09 min, mau).
    2. Studiere das Unterkapitel "Elektronen-Transfer bei rein molekularen Redoxreaktionen" (S. 2) und halte dort die Reaktionsgleichungen aus dem Video fest.
  3. Studiere den Rest der Seite 2 und das Kästchen auf der Seite 3 oben.
  4. Bearbeite die Aufgaben 1–2 auf der Seite 3 oben.
  5. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung zur Aufgabe 1+2.

Mit dem bei der Thermit-Reaktion – durch Reduktion aus Eisenoxid – entstandenen glutflüssigen Eisen lassen sich im Gleisbau Schienen verbinden. Diese folgende Animation (1:56 min, YouTube) zeigt sämtliche diesbezüglichen Arbeitsschritte und natürlich vor allem, wie die Thermit-Reaktion konkret zum Einsatz kommt:

  1. Wir starten mit einer eindrücklichen Reaktion, dem Schaumschlangen-Versuch:
    1. Lies zum Einstieg den Versuchsbeschrieb im Skript auf der Seite 6 oben.
    2. Schau nun das Video zum Versuch (1:51 min) und achte auf die Beobachtungen.
    3. Notiere dir – auf der Seite 6 oben – die Beobachtungen und die Reaktionsgleichung zum Versuch.
    4. Ganz am Schluss werden wir auf diese Reaktion zurückkommen und überlegen, welche Atome hier oxidiert bzw. reduziert wurden.
  2. Schau zur Repetition der Begriffe "Oxidation", "Reduktion", "Oxidations-/Reduktionsmittel" und "Redoxreaktion" das folgende Video (6:43 min, musstewissen Chemie):

  1. Wir lernen nun ein wichtiges Hilfsmittel kennen, mit dem man bestimmen kann, welche Atomsorte in einer chemischen Reaktion oxidiert bzw. reduziert wird. Dieses Hilfsmittel heisst Oxidationszahl.
  2. Schau dieses Video (20:43 min, mau):
    1. Stopp das Video nach jeder Regel (R1–R4), um die Beispiele im Skript auf der Seite 3–4 festzuhalten.
  3. Studiere nun das ganze Kapitel "Oxidationszahl" auf der Seite 3–4.
  4. Studiere nun das ganze Kapitel "Formulierung von Redox-Reaktionsgleichungen" auf der Seite 4–5:
    1. Das dort geschilderte Vorgehen ist nicht nur für die folgenden Übungen relevant, sondern ist auch für jede Anwendungsaufgabe an der Prüfung immer der erste Schritt. Es lohnt sich also, dieses Vorgehen zu verinnerlichen.
  1. Löse – mithilfe der vorher kennengelernten Regeln und Rezepten – die Aufgaben 1–3 auf der Seite 5 im Skript.
  2. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  3. Zurück zum Schaumschlangen-Versuch:
    1. Schau zuerst dieses Video (6:00 min, mau), das dir einige Erklärungen zum Versuch bzw. Tipps zum Lösen der Aufgabe 4 gibt.
    2. Löse nun zum Abschluss die Aufgabe 4 auf der Seite 5.
    3. Die Musterlösung findet sich auf der zweiten Seite der bereits oben verlinkten Musterlösung
  1. Zum Einstieg wird dir ein Versuch – in virtueller Form – vorgestellt, nämlich das Eintauchen eines Eisennagels in eine Kupfersalzlösung: Video (14:47 min, mau):
    1. Halte die Seite 6 (Mitte) des Skripts bereit, damit du beim "Bsp." ergänzende Notizen anbringen kannst.
    2. Im zweiten Teil des Videos musst du einige Angaben in der Tabelle auf der Seite 7 festhalten.
  2. Studiere nun die Seiten 6–7.
  3. Löse die Aufgabe 1 auf der Seite 7 (Aufgabe 2 also noch nicht):
    1. Orientiere dich an dem im Video zu Beginn vorgestellten Rezept ("Eintauchen eines Eisennagels in eine Kupfersalzlösung").
    2. Arbeite immer mit Oxidationszahlen (vgl. Seite 4, R1).
    3. Kontrolliere immer, ob die Ladungsbilanz stimmt (vgl. Seite 5, R5).
  4. Schau das folgende Video (7:32 min, musstewissen Chemie), welches dir einiges zusammenfasst und auch beim Lösen der Aufgabe 2 helfen sollte:

  5. Löse nun die Aufgabe 2 auf der Seite 7.
  6. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  1. Studiere zum Einstieg diese 2 Folien.
  2. Lies nun den Abschnitt "Weitere Redoxreaktionen" im Skript S. 7–8.
  3. Löse die Aufgabe 1:
    1. Bestimme zuerst die Oxidationszahlen bei der Gesamtreaktion.
    2. Formuliere nun die Teilreaktionen und ordne zu, welche Reaktion die Oxidation bzw. die Reduktion darstellt.
  4. Die Lösung zur Aufgabe wird später präsentiert. Öffne die nächste Karte.
  1. Lies zuerst die Angaben zum Versuch 3 im Skript S. 8, inkl. Fussnote (den Versuch 2 lassen wir im Moment weg).
  2. Löse die Aufgabe 2:
    1. Versuche zuerst – basierend auf den Beobachtungen und den Tipps – die Reaktionsgleichung für die Gesamtreaktion zu formulieren.
    2. Kontrolliere die Gesamtreaktion, indem du dieses Video (5:18 min, mau) schaust.
    3. Notiere die Oxidationszahlen und formuliere den Elektronentransfer mit Pfeilschreibweise (vgl. R2, Seite 4). Ordne wiederum die Begriffe Oxidation und Reduktion zu.
    4. Notiere nun die Teilreaktionen.
    5. Das folgende Video (7:58 min, mau) erläutert das Vorgehen und zeigt auch eine Animation der Vorgänge auf Teilchenebene:
    6. Der folgende Inhalt basiert auf einer Shockwave-Animation (© ChiLe), welche nur noch mit dem nicht mehr unterstützten Shockwave-Player funktioniert.

    7. Vergleiche deine Lösung mit den Teilreaktionen im letzten Standbild des Videos.
  3. Vergleiche deine Ausarbeitung zu Aufgabe 1 und 2 mit der Musterlösung.
  1. Der Versuch "Die Hölle der Bären" kann in folgendem Video (1:56 min, YouTube) angeschaut werden:

  2. Lies nun die Versuchsbeschreibung im Skript (Seite 8, Versuch 2).
  3. Formuliere den Elektronentransfer für die im Video dargestellte Reaktionsgleichung (C12H22O11 ist nichts anderes als Haushaltszucker = Saccharose):

    C12H22O11 (s) + 8 KClO3 (s) → 12 CO2 (g) + 11 H2O (g) + 8 KCl (s)

    1. Notiere die Oxidationszahlen und formuliere den Elektronentransfer in Pfeilschreibweise (vgl. R2, Seite 4). Ordne wiederum die Begriffe Oxidation und Reduktion zu.

      Hinweis: Die Aufgabe ist eher anspruchsvoll, da ziemlich viele Stoffe vorliegen. Trotzdem wird nur eine Atomsorte oxidiert und nur eine reduziert. Wende einfach stur die Regeln an. Die Kenntnis der Lewisformeln der beteiligten Teilchen ist nicht nötig.

    2. Warum kann man hier keine Teilreaktionen formulieren?

  4. Eine Musterlösung findet sich hier.
ch-mau