Fe2O3 und CO wird zu Fe und CO2 in Chemie - Informatives

Oxidationszahlen von Fe₂O_3, CO, Fe und CO₂

Wenn Sie in Chemie davon ausgehen, dass alle Bestandteile jeweils elektrisch neutral sind, muss also jedem Stoff, der Elektronen abgibt, einer zugeordnet sein, der die gleiche Zahl aufnimmt.

• Sauerstoff, also O, hat in der Regel die Oxidationszahl -2, das heißt, er kann zwei Elektronen aufnehmen.
• Wenn Sie sich in Fe₂O₃ ansehen, dann sind in dem Stoff 3 Sauerstoffatome, die zusammen die Oxidationszahl -6 haben.
• Demzufolge müssen die 2 Fe-Atome zusammen +6 haben, jedes einzelne hat also +3. Sie haben also 2 Fe³⁺.
• Auf der anderen Seite haben Sie 2 Fe, die elektrisch neutral sind. Diese müssen also 6 Elektronen aufgenommen haben.
• In CO sieht die Situation so aus, dass der Kohlenstoff 2 Elektronen an den Sauerstoff abgibt. Sie haben also C²⁺.
• Das C in  CO₂ auf der anderen Seite gibt 4 Elektronen ab. Es handelt sich also um C⁴⁺.

Die Redoxreaktion in Chemie

Als Oxidation werden in Chemie Vorgänge bezeichnet, bei denen Elektronen abgegeben werden. Eine Reduktion bedeutet, dass Elektronen aufgenommen werden.

• Wenn Sie sich die Vorgänge in der Gleichung anschauen, stellen Sie fest, dass aus Fe³⁺ bei der Reaktion Fe wird. Das Eisen hat also Elektronen aufgenommen. Somit handelt es sich um eine Reduktion.
• Schauen Sie sich nun an, was mit dem C geschieht. Dieses hat auf der linken Seite in der Verbindung CO zwei Elektronen aufgenommen und auf der rechten in der Verbindung CO₂ vier Elektronen. Es handelt sich also um eine Oxidation.

Wenn Oxidation und Reduktion gleichzeitig ablaufen, liegt eine Redoxreaktion vor.

Die Gleichungen ausgleichen

• Sie haben auf der linken Seite Fe₂O₃. In dieser Verbindung hat das Eisen 6 Elektronen abgegeben. Außerdem müssen auf der rechten Seite zwangsläufig 2 Fe vorhanden sein.
• Der Kohlenstoff im CO hat zwei Elektronen aufgenommen und nimmt 2 weitere auf, um auf der rechten Seite zu CO₂ zu werden. Da aber 6 Elektronen aus Fe₂O₃ abgegeben werden, müssen auch 6 aufgenommen werden.
• Wenn 1 CO 2 Elektronen aufnehmen kann, um zu 1 CO₂ zu werden, werden also 3 CO benötigt, die zu 3 CO₂ werden, damit alle abgegebenen Elektronen aufgenommen werden können.

Die Gleichung heißt also korrekt Fe₂O₃ + 3 CO -> 2 Fe + 3 CO₂. Wobei Fe₂O₃ reduziert und CO oxidiert wird.