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

In Chemie werden Sie mit Sicherheit diesem Sachverhalt begegnen: Eisen(III)-oxid (Fe2O3) und Kohlenmonoxid (CO) regieren zu Eisen (Fe) und Kohlendioxid (CO2). Die Reaktion ist eine typische Redoxreaktion, die genau untersucht und ausgeglichen werden muss.

Es handelt sich um einen Redoxreaktion.
Es handelt sich um einen Redoxreaktion.

Oxidationszahlen von Fe2O3, 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.
  • Die Oxidationsreaktion gehört zu den Grundlagen der Chemie. Oxidieren heißt, dass …

  • 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.

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