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Forum "anorganische Chemie" - Reaktion KMnO4 und HCl
Reaktion KMnO4 und HCl < anorganische Chemie < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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Reaktion KMnO4 und HCl: Bestimmung Endprodukte
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:15 Fr 12.02.2016
Autor: medphys

Aufgabe
Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung
[mm] KMnO_4 [/mm] + HCl [mm] \to [/mm] ...

Hallo zusammen,
ich bin leider in Chemie ziemlich unerfahren und hoffe mir kann jemand helfen.
Ich habe herausgefunden, dass Permanganat ein gutes Oxidationsmittel ist. Ich habe auch ein bisschen im Netz gestöbert aber die Aufgabe so in der Form nicht gefunden.
Also was ich herausgefunden habe ist.
Ox: [mm] Mn^{7+} +5e^{-} \to Mn^{2+} [/mm]
Red: 2CL^- [mm] \to Cl_2 +2e^{-} [/mm]

--> 10Cl^- + [mm] 2Mn^{7+} \to 5Cl_2 [/mm] + [mm] 2Mn^{2+} [/mm]

Ich hoffe, dass das soweit stimmt.
Ich frage mich nun allerdings woher ich wissen soll, was genau für Endprodukte enstehen. Wenn die Endprodukte in der Aufgabe gegeben wären, wäre das Ausgleichen denke ich kein Problem. Aber wenn ich die Aufgabe so lese, weiß ich nicht wie ich da weiterkomme.

Gruß
medphys

        
Bezug
Reaktion KMnO4 und HCl: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:51 Fr 12.02.2016
Autor: holomorph

Hallo medphys!

>Ich frage mich nun allerdings woher ich wissen soll, was genau für Endprodukte enstehen.

Das ist auch gar nicht so trivial, das herauszufinden.

Um herauszufinden, was hier was oxidieren bzw. reduzieren kann, braucht man die elektrochemische Spannungsreihe. Und die ist auch noch vom pH-Wert abhängig.

Da hier $HCl$ zu einer [mm] $KMnO_4$-Lösung [/mm] gekippt werden soll, können wir vielleicht von einer sauren Lösung ausgehen. Da finden wir für [mm] $Mn^{2+}$ [/mm] / [mm] $MnO_4^{-}$ [/mm] 1,51V, für $Cl^-$ / [mm] $Cl_2$ [/mm] aber 1,36V, d.h. das Permanganat-Ion  ist das stärkere Oxidationsmittel und ist in der Lage, aus Chloridionen elementares Chlor zu machen.

In basischer Lösung aber würde das nicht klappen, denn da finden wir in der Spannungsreihe für [mm] $Mn^{2+}$ [/mm] / [mm] $MnO_4^{-}$ [/mm] nur 0,33V, da würde also eher [mm] $Cl_2$ [/mm] in der Lage sein, [mm] $Mn^{2+}$ [/mm] zum Permanganat zu oxydieren.

Aber Vorsicht, damit ist die Story ja noch nicht vorbei.

Beschränken wir uns dabei der Einfachheit halber aber wieder auf saure Lösungen. Vielleicht könnte das Permanganat vom Chloridion ja nicht nur zu [mm] $Mn^{2+}$, [/mm] sondern gar zu elementarem Mangan reduziert werden? Schauen wir in die Spannungsreihe: $Mn / [mm] Mn^{2+}$ [/mm] -1,18V (Minus!). Also wohl kaum, das wird nicht zu elementarem Mangan, solang du nicht auf die Idee kommst, in deine Lösung elementares Natrium oder ähnliche starke Reduktionsmittel zu kippen.

Aber möglicherweise kann das Permanganat ja das elementare Chlor zum Hypochlorit ($ClO^-$) weiteroxidieren? Die Spannungsreihe sagt dazu, in saurer Lösung, 1,63V. Klappt also nicht, dafür ist das Permanganat als Oxidationsmittel zu schwach, schwächer als Hypochlorit halt.

Story am Ende?

Nein...

Denn für die Oxidation von Chlorid zu Chlorat [mm] $ClO_3^-$ [/mm] nennt uns die Spannungsreihe 1,45V, schwächer als Permanganat also, und vom Chlorat gehts auch noch weiter zum Perchlorat [mm] $ClO_4^-$ [/mm] (1,19V).

Thermodynamisch gesehen ist das zumindest möglich - ob es tatsächlich passiert, ist wieder eine andere Frage.

Nun ja... nimm die Aufgabe einfach als Aufgabe. Wenn ihr Hypochlorit, Chlorit, Chlorat und Perchlorat nie bei Redox-Reaktionen erwähnt habt, wird keiner von dir erwarten, dass du das in Erwägung ziehst.

Allerdings ist $10Cl^-$ + $ [mm] 2Mn^{7+} \to 5Cl_2 [/mm] $ + $ [mm] 2Mn^{2+} [/mm] $ vielleicht doch etwas zu einfach, denn [mm] $Mn^{7+}$ [/mm] gibts nicht in wässriger Lösung. Da musst du wohl mit Permanganat-Ionen arbeiten.

(Ach so, die Daten hab ich übrigens aus dem Hollemann-Wiberg, 33. Edition, S. 222ff.)

Bezug
        
Bezug
Reaktion KMnO4 und HCl: 2. Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:51 Sa 13.02.2016
Autor: wolfi90

Zunächst einmal: Ox und Red in Zeilen 6 und 7 Deiner Anfrage müssen vertauscht werden (Oxidation ist Elektronenabgabe und Reduktion eine Elektronenaufnahme.

Im Prinzip hat Dir holomorph schon eine sehr gute und ausführliche Antwort gegeben. Meine Antwort sollen Dir noch einmal die einzelnen Vorgehensschritte aufzeigen.

Du suchst im Internet eine elektrochemische Spannungsreihe, z.B.

http://www.internetchemie.info/chemiewiki/index.php?title=Elektrochemische_Spannungsreihe

und dort nach möglichen Redoxsystemen, die für die gegebene Reaktion infrage kommen könnten. Du findest z.B.

Mn²⁺ + 12 H₂O --> MnO₄⁻ + 8 H₃O⁺ + 5 e⁻  E° = + 1,51 V
2 Cl⁻  -->  Cl₂ + 2 e⁻                  E° = +1,36 V .
                                                  

An den Normalpotenzialen siehst Du, dass das unedlere (kleineres Normalpozenzial) „Chlor/Chloridsystem“ oxidiert und das edlere (größeres Normalpotenzial) „Permanganatsystem“ reduziert werden kann.

Oxidation: 2 Cl⁻ --> Cl₂ + 2 e⁻      
Reduktion: MnO₄⁻ + 8 H₃O⁺ + 5 e⁻  --> Mn²⁺ + 12 H₂O

Da die abgegebene Elektronenzahl gleich der aufgenommenen sein muss, ist die obere Gleichung mit 5 und die untere mit 2 durchzumultiplizieren.
Du erhältst dann die Redoxgleichung(bitte selbst formulieren), wobei die Elektronen nicht geschrieben werden.                                      


Bezug
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