Transcript 008 Gewinnung von Metallen

Gewinnung von Metallen
Oxidationen und Reduktionen
Metalle und Metalloxide
• Erhitzt man Eisenpulver Fe und Kupferoxid
Cu2O als Gemisch in einem Reagenzglas,
so beobachtet man Folgendes:
• Das Gemisch glüht auf, die Stoffe
reagieren also chemisch miteinander.
• Nach dem Abkühlen findet man ein neu
entstandener Stoff: Kupfer Cu
Chemie M. Hügli
Metalle und Metalloxide
• Auswertung: Der Sauerstoff O2 des
Ausgangsstoffs Kupferoxid Cu2O muss sich
bei dieser Reaktion vom Kupfer Cu
entfernt haben.
• Darum können wir das Element Kupfer Cu
im Reagenzglas sehen.
Chemie M. Hügli
Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + ?
Chemie M. Hügli
• Bei dieser Reaktion finden wir als
Reaktionsprodukt nirgends mehr die
Stoffeigenschaften von Eisen Fe.
• Der Stoff Eisen Fe ist also nicht mehr
vorhanden.
• Der Sauerstoff O2 des Kupferoxids Cu2O
hat sich bei dieser Reaktion an das Eisen
Fe gebunden.
Chemie M. Hügli
Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3
Chemie M. Hügli
Reduktion
Kupferoxid wird zu Kupfer reduziert.
Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3
Reduktion
Chemie M. Hügli
Reduktion
• Wird einem Oxid der Sauerstoff O2
entzogen, so wird das Oxid reduziert.
• Wird also dem Kupferoxid Cu2O der
Sauerstoff O2 entzogen, sagt man, dass
Kupferoxid Cu2O zu Kupfer Cu reduziert
wird.
Chemie M. Hügli
Oxidation
Eisen wird zu Eisenoxid Fe2O3 oxidiert.
Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3
Oxidation
Chemie M. Hügli
Oxidation
• Wird ein Metall mit Sauerstoff O2
verbunden, so wird das Metall oxidiert.
• Wird also Eisen Fe mit Sauerstoff O2
verbunden, sagt man, dass Eisen zu
Eisenoxid oxidiert wird.
Chemie M. Hügli
REDOX
• Bei Reaktionen, bei denen Sauerstoff O2
mit einem anderen Stoff verbunden wird,
wird meist der eine Stoff (z.B. das
Metalloxid) reduziert und der andere
gleichzeitig oxidiert.
• Man spricht darum von den RED(uktion)OX(-idation)-Reaktionen.
Chemie M. Hügli
Oxidationsmittel
• Stoffe, die in der Lage sind, andere Stoffe
zu oxidieren, also einem anderen Stoff
Sauerstoff abzugeben, nennt man
Oxidationsmittel.
• Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3
• Kupferoxid ist hier das Oxidationsmittel.
• Kupferoxid wird als Oxidationsmittel selber
aber reduziert!
Chemie M. Hügli
Reduktionsmittel
• Stoffe, die in der Lage sind, andere Stoffe
zu reduzieren, also Sauerstoff von einem
anderen Stoff an sich zu binden, nennt
man Reduktionsmittel.
• Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3
• Eisen ist hier das Reduktionsmittel.
• Eisen wird als Reduktionsmittel selber
aber oxidiert!
Chemie M. Hügli
Bindungsbestreben
• Warum wechselt aber Sauerstoff vom
Kupferoxid zum Eisen und bleibt nicht
einfach dort?
• Metalle haben unterschiedliche Bestreben,
sich mit Sauerstoff O2 zu binden.
• Eisen Fe hat das grössere Bestreben, sich
mit Sauerstoff O2 zu binden als dies
Kupfer Cu hat.
Chemie M. Hügli
Bindungsbestreben
• Je grösser das Bindungsbestreben eines
Metalls zu Sauerstoff O2 ist, umso stärker
wirkt es als Reduktionsmittel.
• Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3
• Eisen Fe ist hier sicher das stärkere
Reduktionsmittel als Kupfer Cu.
• Starkes Reduktionsmittel
• Magnesium
schwaches Reduktionsmittel
Zink
Eisen
Chemie M. Hügli
Kupfer
Bestreben zur Sauerstoffabgabe
• Je grösser das Bestreben eines
Metalloxides Sauerstoff abzugeben, umso
stärker wirkt es als Oxidationsmittel.
• Kupferoxid Cu2O + Eisen Fe  Kupfer Cu + Eisenoxid Fe2O3
• Kupferoxid ist hier sicher das stärkere
Oxidationsmittel als Eisenoxid.
• schwaches Oxidationsmittel
• Magnesiumoxid
starkes Oxidationsmittel
Zinkoxid
Chemie M. Hügli
Eisenoxid
Kupferoxid
Thermitreaktion
Fe2O3 + 2 Al 2 Fe + Al2O3
Chemie M. Hügli
Eisengewinnung im Hochofen
• Wir reduzieren mit Hilfe von Kohlenstoff C
Eisenoxid Fe2O3 zu Eisen Fe. V1 S 60
Chemie M. Hügli