Alltagsrelevante Alltagsrelevante RedoxreaktionenRedoxreaktionen

Chemie Fachreferat, 31. März 2008

Gliederung:Gliederung: Redoxreaktionen

Begriffsklärung Redoxreaktionen in der Geschichte Ablauf einer Redoxreaktion

Die Verbrennung Vorraussetzungen Verlauf & Arten der Verbrennung Beispiel: Korrosion von Eisen

Der Hochofenprozess Aufbau und Ablauf chemischer Prozess

Redoxreaktion: BegriffeRedoxreaktion: Begriffe Oxidation

Elektronenabgabe; der oxidierte Stoff besitzt eine höhere Oxidationszahl

ReduktionElektronenaufnahme; der reduzierte Stoff besitzt eine niedrigere Oxidationszahl

Redoxreaktion: BegriffeRedoxreaktion: Begriffe Oxidationsmittel

ist derjenige Stoff der Elektronen aufnimmt und somit die Oxidation ermöglicht

Reduktionsmittelist derjenige Stoff der Elektronen abgibt und somit die Reduktion ermöglicht

Redoxreaktion: BegriffeRedoxreaktion: Begriffe

RedoxvorgangOxidation und Reduktion sind miteinander gekoppelt und laufen gleichzeitig ab

Oxidationszahlengeben Auskunft über den “Oxidationszustand” eines Stoffes

Oxidationszahlen: RegelnOxidationszahlen: Regeln

1. EN Partner < OZ < EP Partner

2. Im Grundzustand Oxidationszahl 0

3. Stellung im PSE Halogene -1 Sauerstoff -2 Alkalimetalle +1

Oxidationszahlen: RegelnOxidationszahlen: Regeln

4. Ionenladung = Oxidationszahl

Cl⁻ -1 Mg²⁺ +2

5. Summe OZ = Ionenladung

SO₄²⁻ S = +6, O₄ = -2

Redoxreaktionen: Redoxreaktionen: GeschichteGeschichte

Oxidation Sauerstoffübertragung

Reduktion Metall aus Metalloxid gewinnen

Redoxreaktion: AblaufRedoxreaktion: Ablauf

Oxidation A → A⁺ + e⁻ Stoff A gibt als Reduktionsmittel

(Donator) ein Elektron ab Reduktion B + e⁻ → B⁻

Das Elektron wird vom Oxidationsmittel (Akzeptor) B aufgenommen

Redoxreaktion A + B → A⁺ + B⁻ Stoff A gibt ein Elektron an Stoff B ab

Die VerbrennungDie Verbrennung

Oxidation verläuft exotherm Abgabe von Licht, Wärme und

flüchtigen Stoffen Verbrennungsgeschwindigkeit und

Entzündungstemperatur sind wichtige Parameter

Verbrennung: Verbrennung: EntzündungstemperaturenEntzündungstemperaturen

Beispiele

Stoff ϑ in °C

Benzin 200 - 300

Heizöl 650

Holz 300

Verbrennung: Verbrennung: VerbrennungswärmeVerbrennungswärme

Beispiele

Stoff Q in KJ

Holz (1kg) 12 000

Erdgas (1m³) 38 000

Magnesium (1kg) 14 950

Kupfer (1kg) 2 000

Verbrennung: Verbrennung: VorraussetzungenVorraussetzungen

Brennbares Material Oxidationsmittel Richtige Mengenverhältnis Gute Vermischung von Material und

Oxidationsmittel Katalysator kann beschleunigen oder

erst ermöglichen

Verbrennung: ArtenVerbrennung: Arten

Explosion (schlagartige Verbrennung) Plötzlicher Temperatur- und

Druckanstieg Volumenausdehnung Freisetzung von großen Energiemengen Entstehung einer Druckwelle

MehlstaubexplosionMehlstaubexplosion

Verbrennung: ArtenVerbrennung: Arten

Vollständige Verbrennung Entstehung von Feuer mit

Flammenerscheinung

Verbrennung: Arten

Unvollständige Verbrennung Geringe Sauerstoffzufuhr Niedrige Verbrennungstemperatur Entstehung von giften Gasen wie

Kohlenmonoxid CO oder polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

Verbrennung: ArtenVerbrennung: Arten

Die langsame Verbrennung Bildung einer Metalloxidschicht Verläuft ohne Feuererscheinung Unterhalb der Entzündungstemperatur

Verbrennung: KorrosionVerbrennung: Korrosion

DefinitionDie von der Oberfläche ausgehende

Zerstörung von Werkstoffen durch unbeabsichtigte chemische bzw. elektrochemische Reaktionen mit Stoffen aus der Umwelt bezeichnet man als Korrosion

Verbrennung: KorrosionVerbrennung: Korrosion

Der HochofenprozessDer Hochofenprozess

1. Wind (Cowpern)2. Schmelzzone3. Kohlungszone4. Reduktionszone5. Trocken- und

Vorwärmezone6. Rohstoffeinfüllung7. Ausströmendes Gichtgas8. Säule aus Erz, Koks und

Kalkstein9. Schlackentfernung10. Roheisenentnahme11. Gichtgasauslass

Der HochofenprozessDer Hochofenprozess

Hochofen Brausenstein (1736) Hochofen der Dillinger Hütte

Vielen Dank für die Vielen Dank für die AufmerksamkeitAufmerksamkeit

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