Formulieren Sie für die einzelnen Reaktionen Reaktionsgleichungen mit Oxidationszahlen.

Question

Aufgabe:

In einem großtechnischen Verfahren wird Anilin hergestellt, indem man Nitrobenzol mit Eisenspänen und Salzsäure versetzt. Eisen dient dabei als Reduktionsmittel. In einer Nebenreaktion entsteht Wasserstoff. Formulieren Se für die einzelnen Reaktionen Reaktionsgleichungen mit Oxidationszahlen.

Ist das die Lösung hierfür?

Mein Problem hierbei ist das ich nicht darauf komme woher das Wasser kommt. Und wie komme ich auf die Oxidationszahlen?

Answer 1

Salut Mikawio,

In einem großtechnischen Verfahren wird Anilin hergestellt, indem man Nitrobenzol mit Eisenspänen und Salzsäure versetzt. Eisen dient dabei als Reduktionsmittel. In einer Nebenreaktion entsteht Wasserstoff. Formulieren Se für die einzelnen Reaktionen Reaktionsgleichungen mit Oxidationszahlen.

Ist das die Lösung hierfür?

Du sollst Oxidationszahlen bestimmen, daraus die Teilgleichungen und schlussendlich die Redoxgleichung aufstellen.

Mein Problem hierbei ist das ich nicht darauf komme woher das Wasser kommt. Und wie komme ich auf die Oxidationszahlen?

Dann ganz ausführlich ...

Unausgeglichene Reaktion:

C₆H₅NO₂ +  Fe +  H⁺   ⇌   C₆H₅NH₂ +  Fe₃O₄

Relevant für die Redoxreaktion sind nur diejenigen Atome, die ihre Oxidationszahl ändern:

Die Oxidationszahl von N fällt von +III auf -III   ⇒   Reduktion

Die Oxidationszahl von Fe steigt von 0 auf +8/3   ⇒   Oxidation

Die übrigen Atome ändern ihre Oxidationszahl nicht.

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Somit gilt:

Oxidation:   3 Fe   →   Fe₃O₄

Reduktion:   C₆H₅NO₂   →   C₆H₅NH₂

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Gleiche zunächst die Sauerstoffatome durch Addition von Wasser aus:

Oxidaton:   3 Fe +  4 H₂O   →   Fe₃O₄

Reduktion:   C₆H₅NO₂   →   C₆H₅NH₂ +  2 H₂O

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Gleiche danach die Wasserstoffatome aus:

Oxidation:   3 Fe +  4 H₂O   →   Fe₃O₄ +  8 H⁺

Reduktion:   C₆H₅NO₂ +  6 H⁺   →   C₆H₅NH₂ +  2 H₂O

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Anschließend die Ladungen sowie die Anzahl der abgegebenen und aufgenommenen Elektronen:

Oxidation:   3 Fe +  4 H₂O   →   Fe₃O₄ +  8 H⁺  +  8 e^-     / * 3

Reduktion:   C₆H₅NO₂  +  6 H⁺ +  6 e^- →   C₆H₅NH₂ +  2 H₂O   / * 4

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Daraus folgt:

Oxidation:   9 Fe + 12 H₂O  →  3 Fe₃O₄ + 24 H⁺ + 24 e^-

Reduktion: 4 C₆H₅NO₂ + 24 H⁺ + 24 e^-  →  4 C₆H₅NH₂ + 8 H₂O

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Addieren und kürzen ergibt schließlich:

4 C₆H₅NO₂ +  9 Fe +  4 H₂O   ⇌   4 C₆H₅NH₂ +  3 Fe₃O₄

Schöne Grüße :)