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Redoxreaktion

Schienen schweißen und Silber putzen — Sauerstoff wechselt den Partner.

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Schienen schweißen

AFB I–II

Beim Thermitverfahren wird ein Gemisch aus Eisenoxid und Aluminiumpulver gezündet. Es entsteht über 2000 °C heißes, flüssiges Eisen, das in die Lücke zwischen zwei Schienen fließt.

  1. Stelle die Wortgleichung auf und kennzeichne Oxidation und Reduktion.
  2. Gib das Oxidationsmittel und das Reduktionsmittel an.
  3. Erläutere, warum das Gemisch nach dem Zünden von selbst weiterreagiert, bis es verbraucht ist.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Wer gibt den Sauerstoff ab, wer nimmt ihn auf?
Hinweis zu Aufgabe b)
Rollen nach der Wirkung auf den Partner benennen.
Hinweis zu Aufgabe c)
Denke an die Energie, die frei wird.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Eisenoxid + Aluminium → Eisen + Aluminiumoxid. Reduktion: Eisenoxid → Eisen; Oxidation: Aluminium → Aluminiumoxid.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Oxidationsmittel: Eisenoxid; Reduktionsmittel: Aluminium.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Reaktion ist stark exotherm. Die frei werdende Energie erhitzt das benachbarte Gemisch so stark, dass auch dort die Reaktion startet. So läuft sie ohne weitere Energiezufuhr durch das ganze Gemisch.

2

Angelaufenes Silber

AFB II–III

Ein Silberlöffel ist dunkel angelaufen. Vereinfacht nehmen wir an, dass sich an der Oberfläche Silberoxid gebildet hat. In einem Haushaltstipp wird der Löffel in eine Schale mit heißem Salzwasser auf Aluminiumfolie gelegt — nach kurzer Zeit glänzt er wieder.

  1. Deute den Vorgang als Redoxreaktion mit Sauerstoffübertragung.
  2. Begründe, warum dabei — anders als beim Polieren mit Putzmittel — kaum Silber verloren geht.
  3. Überprüfe die Aussage: „Die Aluminiumfolie wird bei dem Verfahren nicht verändert.“

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Welches Metall bindet Sauerstoff stärker?
Hinweis zu Aufgabe b)
Was passiert beim Reiben mit dem Silber an der Oberfläche?
Hinweis zu Aufgabe c)
Was wird aus dem Aluminium?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Das Silberoxid gibt Sauerstoff an das Aluminium ab: Silberoxid + Aluminium → Silber + Aluminiumoxid. Silberoxid wird reduziert, Aluminium oxidiert.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Beim Polieren wird die dunkle Schicht samt darin gebundenem Silber abgerieben. Bei der Redoxreaktion wird das Silber aus dem Oxid zurückgewonnen und bleibt am Löffel.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Aussage ist falsch. Aluminium nimmt Sauerstoff auf und wird zu Aluminiumoxid; die Folie wird angegriffen und verbraucht. Sie wirkt nicht als Katalysator, sondern als Reduktionsmittel.