Wie wird die Reaktionsgleichung mit Hilfe der Oxidationszahlen ausgeglichen?

Question

Aufgabe:

Thermischer Zerfall von Blei(II)-nitrat

Oxidation und Reduktion aufschreiben mit Oxidationszahlen und Gesamtgleichung

Problem/Ansatz:

Leider ist das Kapitel Oxidationszahlen schon recht lange her

Hier jedoch mein Ansatz mit Fragen:

Pb(NO₃)₂   ---->    PbO  +   4 NO₂  +   O₂

_{Oxidationszahlen}

Pb: +II; N: +5; 0: -2      Pb: +2; N: +IV; O₂: 0

Sauerstoff wird oxidiert; Stickstoff reduziert

Ox:  Pb(NO₃)₂         ---->   O₂  +   PbO   + 6 e^- (es erden 12 e^- abgegeben, 4 e^- für Bildung von O₂ und 2 e^- für PbO)

Red: Pb(NO₃)₂    + 2 e^-    ---->  2 NO₂

Ich weiß, das die Gesamtgleichung so lauten muss. Nur wie kann ich es erklären, da ja eigentlich die Reduktion mit 3 multipliziert werden müsste, damit abgegebene und aufgenommene Elektronen gleich sind. Wenn ich rein das Schema verwende. Natürlich ist mir klar, das 2 Elektronen zum Blei(II)-oxid gehen

2 Pb(NO₃)₂         ---->  O₂ +  2 PbO₂ +  4NO₂

Answer 1

Grüße chemweazle,

Wie wird die Reaktionsgleichung mit Hilfe der Oxidationszahlen ausgeglichen?

Thermischer Zerfall von Blei(II)nitrat

Reaktionsgleichung zum Zerfall eines Schwermetall-Nitrats(Blei(II)nitrat)<7p>

Pb(NO₃)_2(s) → PbO_(s) + 2 NO_2(g) ↑ + ¹⁄₂ O_2(g) ↑

1. Weg

Der Zerfall von Schwermetallnitraten, M(NO₃)_2(s) einschließlich das Alkalinitrat Lithiumnitrat(LiNO₃) in die Metalloxide, MO bzw. Li₂O und Stickstoffdioxid und Sauerstoff

M: Fe(II), Co(II), NI(II)

Man kann diese Zersetzungs-Reaktion der Schwermetallnitrate einschließlich Lithiumnitrat zunächst mit einem Zwischenschritt formulieren. Es ist die Zerlegung der Nitrate in die entsrechenden Oxide plus dem Anhydrid der Salpetersäure, dem Di-Stickstoff-Pentoxid, N₂O₅, entspricht: O₂N-O-NO₂.

.Mit dem Zwischenreaktions-Schritt

M(NO₃)_2(s) → MO + N₂O_5(g) → MO + 2 NO_2(g) + ¹⁄₂ O_2(g)

Analog für den Spezialfall Lithiumnitrat

2 LiNO_3(s) → Li₂O_(s) + N₂O_5(g) → Li₂O_(s)+ 2 NO_2(g) + ¹⁄₂ O_2(g)

Im nachfolgenden Reaktionsschritt läßt sich der Zerfall des Zwischenprodukts Distickstoff-Pentoxid, das Anhydrid der Salpetersäure, in Stickstoffdioxid und Sauerstoff im Anschluß formulieren.

Ox-Stufen:

N(+5)₂O₅ entsprechend )₂ON(+5)—O(-2)—ON(+5)O₂

Pb(NO₃)_2(s) → PbO + N₂O_5(g)

Reduktion des Oxidationsmittels )₂ON(+5)—O(-2)—ON(+5)O₂

₂ON(+5)—O(-2)—ON(+5)O₂ + 2 e^(-) → 2 N(+4)O₂ + O^(2-)

Oxidation des Reduktionsmittels O^(2-)

O^(2-) → ¹⁄₂ O_2(g) + 2 e^(-)

Pb(NO3)2(s)	→	PbO + N2O5(g)
2ON(+5)—O(-2)—ON(+5)O2 + 2 e(-)	→	2 N(+4)O2 + O(2-)
O(2-)	→	1⁄2 O2(g) + 2 e(-)
Pb(NO3)2(s) + 2ON(+5)—O(-2)—ON(+5)O2 + 2 e(-) + O(2-)	→	PbO + N2O5(g) + 2 N(+4)O2 + O(2-) + 1⁄2 O2(g) + 2 e(-)	Summe
Pb(NO3)2(s)	→	PbO + 2 N(+4)O2 + 1⁄2 O2(g)	Summe, gekürzt

Weg 2, Das Nitration wird als Ox.-Mittel angesehen

Reduktion des Oxidationsmittels, Nitration

N(+5)O₃^(-) + e^(-) → N(+4)O₂ + O^(2-)

Oxidation des Reduktionsmittels O^(2-)

O^(2-) → ¹⁄₂ O_2(g) + 2 e^(-)

N(+5)O3(-) + e(-)	→	N(+4)O2 + O(2-)	| mal 2
O(2-)	→	1⁄2 O2(g) + 2 e(-)	| mal 1
2 N(+5)O3(-) + 2 e(-) + O(2-)	→	2 N(+4)O2 + >2 O(2-) + 1⁄2 O2(g) + 2 e(-)	Summe
Pb(2+) + O(2-)	→	PbO
2 NO3(-) + Pb(2+)	→	PbO + 2 N(+4)O2 + 1⁄2 O2(g)
Pb(NO3)2	→	PbO + 2 N(+4)O2 + 1⁄2 O2(g)

Die übrigen Alkali-Nitrate,MNO₃, außer Lithiumnitrat(LiNO₃), zerfallen beim Erwärmen unter Sauerstoff-Abspaltung in die entsprechenden Nitrite, MNO₂.

Hierbei wird das Stickstoffatom im Nitration mit der Oxstufe von (+5) unter Aufnahme von jeweils 2 Elektronen zum Nitrition mit der Ox.-Stufe am Stickstoff von (+3) reduziert.
Dagegen wird jeweils ein Sauerstoff mit der Ox.-Stufe von (-2) zur Ox.-Stufe (0) oxidiert.

Mit M: Na, K, Rb und Cs

KN(+5)O_3(s) → KN(+3)O_2(s) + ¹⁄₂ O_2(g)

N(+5)O3(-) + 2 e(-)	→	N(+3)O2(s)(-) + O(2-)
O(2-)	→	1⁄2 O2(g)
N(+5)O3(-)	→	N(+3)O2(s)(-) + 1⁄2 O2(g)

Comments

Super vielen Dank! Mich düngt es fast, ich habe es mit einem Chemielehrer zu tun!