Hydroniumionen+Eisen < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 14:40 Di 26.08.2008 | | Autor: | sardelka |
Hallo,
wir haben in der Schule ein Experiment gemacht, in dem wir Eissennägel in verdünnte Salzsäure reingetan haben.
Einer von den zwei wurde vorher kurz in Salpetersäure getaucht und beobachtet, dann herausgenommen, ein mal mit Hammer geschlagen und nochmals in Salzsäure eingetaucht und beobachtet.
Wir haben drei Beobachtungen aufgestellt.
1. Der unbehandelte Nagel reagiert unter Gasentwicklung.
2. Der zuvor in Salpetersäure getauchte reagiert nicht.
3. Schlägt man letzteren, ist auch eine Reaktion zu erkennen.
Deutung:
1. Die Hydroniumionen greifen das Eisen an. Es findet eine Reaktion statt. Dabei entstehen Eisen-II-Ionen und elementares Wasserstoff.
2. Eisen wird in der Salpetersäure durch die Nitrationen zu Eisen-III-oxid oxidiert. Dabei entstehen Nitrosegase, z.B. Stickstoffoxid.
Zu 3. haben wir leider noch keine Deutung gemacht, aber bereits erwähnt, dass dabei das Eisen-III-oxid zerstört wird.
Kann mir jemand vielleicht die dritte Deutung vervollständigen? Ich weiß es leider nicht. :(
Zu 1. und 2. sollen wir Reaktionsgleichung aufstellen.
Bei 1. habe ich gedacht:
[mm] 2H_{3}O^{+}_{aq} [/mm] + [mm] Fe_{s} [/mm] -> [mm] Fe^{2+}_{aq} [/mm] + [mm] 3H_{2}_{g} [/mm] + [mm] O_{2}_{g} [/mm] ; exo
Ist es richtig?
Bei 2. weiß ich nicht so richtig, denn er wollte, dass wir als entstandene Nitrosegase Stickstoffdioxid nehmen, aber dann geht bei mir die RG nicht auf:
Fe + [mm] HNO_{3} [/mm] -> [mm] Fe^{3+} [/mm] + [mm] NO_{2} [/mm] + [mm] H_{2} [/mm] + [mm] 3e^{-}
[/mm]
Jetzt, wenn es richtig ist, muss ich es noch aufgleichen mit den Faktoren, geht aber nicht auf.
Wo ist der Fehler? :(
Wäre für die Antworten sehr dankbar
MfG
sardelka
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:35 Di 26.08.2008 | | Autor: | tathy |
Hallo Sardelka!
> Wir haben drei Beobachtungen aufgestellt.
>
> 1. Der unbehandelte Nagel reagiert unter Gasentwicklung.
> 2. Der zuvor in Salpetersäure getauchte reagiert nicht.
> 3. Schlägt man letzteren, ist auch eine Reaktion zu
> erkennen.
>
> Deutung:
> 1. Die Hydroniumionen greifen das Eisen an. Es findet eine
> Reaktion statt. Dabei entstehen Eisen-II-Ionen und
> elementares Wasserstoff.
>
> 2. Eisen wird in der Salpetersäure durch die Nitrationen zu
> Eisen-III-oxid oxidiert. Dabei entstehen Nitrosegase, z.B.
> Stickstoffoxid.
>
> Zu 3. haben wir leider noch keine Deutung gemacht, aber
> bereits erwähnt, dass dabei das Eisen-III-oxid zerstört
> wird.
> Zu 1. und 2. sollen wir Reaktionsgleichung aufstellen.
>
> Bei 1. habe ich gedacht:
> [mm]2H_{3}O^{+}_{aq}[/mm] + [mm]Fe_{s}[/mm] -> [mm]Fe^{2+}_{aq}[/mm] + [mm]3H_{2}_{g}[/mm] +
> [mm]O_{2}_{g}[/mm] ; exo
>
> Ist es richtig?
zu 1)
Hierbei handelt es sich um eine Redox-Reaktion.
Oxidation: Fe [mm] \to Fe^{2+} [/mm] + [mm] 2e^{-}
[/mm]
Reduktion: 2 [mm] H_{3}O^{+} [/mm] + [mm] 2e^{-} \to [/mm] 2 [mm] H_{2}O [/mm] + [mm] H_{2}
[/mm]
Warum entsteht bei dir noch Sauerstoff?
zu 2) Eisen reagiert mit konzentrierter und verdünnter Salpetersäure unterschiedlich.
Bei verdünnter Salpetersäure wird Eisen wie mit verdünnter Salzsäure zu [mm] Fe^{2+} [/mm] oxidiert und es bildet sich [mm] H_{2} [/mm] der entweicht. Als Nebenreaktion bilden sich nitrose Gase.
Z.B. [mm] NO_{3}^{-} [/mm] + [mm] 3e^{-} [/mm] + 4 [mm] H^{+} \to [/mm] NO + 2 [mm] H_{2}O
[/mm]
Dabei entsteht dann ein brauner Komplex:
[mm] [Fe(H_{2}O)_{6}]^{2+} [/mm] + NO [mm] \to [Fe(H_{2}O)_{5}(NO)]^{2+} [/mm] + [mm] H_{2}O
[/mm]
Bei der Reaktion mit konzentrierter Salpetersäure entsteht das von dir beschriebene Eisen-(III)-oxid [mm] Fe_{2}O_{3}. [/mm] Das Eisen ist dabei passiv, d.h. das Oxidationspotential der konz. Salpetersäure ist so stark, dass das Passivierungspotential überschritten wird. Diese schützend wirkende Oxidschicht verhindert also, dass die Salzsäure den Eisennagel angreift.
Jetzt kannst du dir überlegen was wohl passiert, wenn man mit dem Hammer auf den Eisennagel schlägt. 
Die Antwort steht ja schon fast in deinen Vermutungen!
Gruß Tathy
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:47 Di 26.08.2008 | | Autor: | sardelka |
Okej, das heißt also bei der dritten Beobachtung lautet die Deutung:
Das Eisen-III-oxid wird zerstört, d.h. die Oxidschicht, die das Angreifen der Salzsäure auf das Eisen verhindetz, zerbricht, sodass keine "Schutzschicht" mehr da ist und es schließlich reagiert. Richtig verstanden?)))
Und bei 2. hast du ja jetzt das Stickstoffoxid bilden lassen. Die RG verstehe ich ehrlichgesagt kaum, also schon, aber das mit den in Klammern geschrieben etc. verstehe ich nicht, weil mir das nie erklärt worden ist, wann man es so schreibt.
Ich sollte ja eine RG mit StickstoffDIoxid entstehen lassen.
Dann wäre die Gleichung ja anders, aber ich weiß nicht wir sie dann aussieht, denn ich weiß nämlich nie, was als Produkt herauskommt, weil ich mir nie vorstellen kann, was daraus werden kann.
Im Moment weiß ich nicht mal was genau die Edukte sind, denn du sagtest, dass das Eisen dort passiv ist...
Was kommt dann in die Edukte?
Und was ist mit der Nebenreaktion? Bleibt sie trotzdem da? Wenn ja, warum? Dann würde sie aber bei Stickstoffdioxid anders aussehen.
Und dann wäre es:
[mm] NO_{3}^{-} [/mm] + [mm] 2H^{+} [/mm] + [mm] e^{-} [/mm] -> [mm] NO_{2} [/mm] + [mm] H_{2}O
[/mm]
Ist es richtig?
Vielen Dank
MfG
sardelka
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