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Forum "anorganische Chemie" - Redoxreaktion Bi... und Sn...
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Redoxreaktion Bi... und Sn...: Frage (reagiert)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 19:47 Sa 29.02.2020
Autor: hase-hh

Aufgabe
Stellen Sie die folgende Redox-Gleichung auf. Geben Sie auch die Elektronenübergänge an.

Gegeben ist:



[mm] Bi(OH)_3 [/mm] + NaOH + [mm] Na[Sn(OH)_3] [/mm]  ->  Bi  +  [mm] Na_2[Sn(OH)_4] [/mm]

Moin Moin,

gefunden habe ich:

2 [mm] Bi(OH)_3 [/mm] + 3 [mm] NaSn(OH)_3 [/mm] + 3 NaOH = 2 Bi + 3 [mm] Na_2Sn(OH)_6 [/mm]


Was ich verstanden habe ist,

+III
[mm] Bi(OH)_3 [/mm]  wird reduziert  + 3 [mm] e^{-} [/mm]  ->  Bi  

und

  +II
[mm] NaSn(OH)_3 [/mm]  wird vermutlich oxidiert



Frage:  Welche Strukturformel hat [mm] Na_2[Sn(OH)_4] [/mm]  ???
Daraus würde ich die Oxidationszahl bestimmen.
Im übrigen dachte ich bisher, dass Sn in der 4. Hauptgruppe steht, also höchstens die Oxidationszahl +IV haben kann??? Oder haben die eckigen Klammern noch eine spezielle Bedeutung???

Jedenfalls müsste Sn in [mm] Na_2[Sn(OH)_4] [/mm] die Oxidationszahl +II besitzen, dann wäre aber kein Elektronenübergang erfolgt --- und welches Molekül gibt dann Elektronen ab (wird oxidiert) ???


Gibt es  [mm] Na_2[Sn(OH)_4] [/mm] eigentlich? oder müsste es [mm] Na_2[Sn(OH)_6] [/mm] heißen???


Frage: Ich vermute, dass bei NaOH kein Elektronenübergang stattfindet, sondern nur in [mm] Na_2[Sn(OH)_4] [/mm] / [mm] Na_2[Sn(OH)_6] [/mm] eingebaut wird?!???


Vielen Dank für eure Hilfe!


        
Bezug
Redoxreaktion Bi... und Sn...: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:08 Sa 29.02.2020
Autor: chrisno

Hallo, meine Antwort als Nichtchemiker:

> Stellen Sie die folgende Redox-Gleichung auf. Geben Sie
> auch die Elektronenübergänge an.
>  
> Gegeben ist:
>  
>
>
> [mm]Bi(OH)_3[/mm] + NaOH + [mm]Na[Sn(OH)_3][/mm]  ->  Bi  +  [mm]Na_2[Sn(OH)_4][/mm]

>  Moin Moin,
>  
> gefunden habe ich:
>
> 2 [mm]Bi(OH)_3[/mm] + 3 [mm]NaSn(OH)_3[/mm] + 3 NaOH = 2 Bi + 3 [mm]Na_2Sn(OH)_6[/mm]

Ich zähle nach:
2 Bi = 2 Bi
3 Na _ 3 Na
(6 + 9 + 3) OH = 18 OH
3 Sn = 3 Sn
das passt schon mal.
Allerdings steht in der Aufgabe  [mm]Na_2[Sn(OH)_4][/mm]
und nun sind es aber [mm]Na_2Sn(OH)_6[/mm]

>  
>
> Was ich verstanden habe ist,
>
> +III
> [mm]Bi(OH)_3[/mm]  wird reduziert  + 3 [mm]e^{-}[/mm]  ->  Bi  

>

sehe ich auch so

> und
>  
> +II
>  [mm]NaSn(OH)_3[/mm]  wird vermutlich oxidiert

Da geht es gleich in die Details

>  
>
>
> Frage:  Welche Strukturformel hat [mm]Na_2[Sn(OH)_4][/mm]  ???

Das wird schwierig, denn es handelt sich um ein Salz.


> Daraus würde ich die Oxidationszahl bestimmen.

Das geht auch ohne. $Na^+$ ist gesetzt, $OH^-$ ebenfalls.
In [mm]Na[Sn(OH)_3][/mm] bleibt dann für Sn nur noch [mm] $Sn^{2+}$. [/mm]


>  Im übrigen dachte ich bisher, dass Sn in der 4.
> Hauptgruppe steht, also höchstens die Oxidationszahl +IV
> haben kann???

Ja, auf die komme ich auch weiter unten.

> Oder haben die eckigen Klammern noch eine
> spezielle Bedeutung???

Die kennzeichnen einen Liganden, der wie ein großes Ion betrachtet werden kann.
Im Ergebnis liegen nun die 6 OH um das Sn aber dennoch ist das Sn hat das Sn nicht 6 Elektronen abgegeben, sondern nur vier.
https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_stannate


>
> Jedenfalls müsste Sn in [mm]Na_2[Sn(OH)_4][/mm] die Oxidationszahl
> +II besitzen, dann wäre aber kein Elektronenübergang

ok

> erfolgt --- und welches Molekül gibt dann Elektronen ab
> (wird oxidiert) ???

Wieso das nicht? In [mm]Na_2[Sn(OH)_6][/mm] komme ich mit der gleichen Zählweise auf [mm] $Sn^{4+}$. [/mm]

>  
>
> Gibt es  [mm]Na_2[Sn(OH)_4][/mm] eigentlich? oder müsste es
> [mm]Na_2[Sn(OH)_6][/mm] heißen???

Es wird schwieriger, wenn in der Aufgabe [mm]Na_2[Sn(OH)_4][/mm] steht.

>  
>
> Frage: Ich vermute, dass bei NaOH kein Elektronenübergang
> stattfindet, sondern nur in [mm]Na_2[Sn(OH)_4][/mm] / [mm]Na_2[Sn(OH)_6][/mm]
> eingebaut wird?!???

Die Ladungen bei $Na^+ OH^-$ ändern sich nicht.

>  
>
> Vielen Dank für eure Hilfe!
>  


Bezug
                
Bezug
Redoxreaktion Bi... und Sn...: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:57 Sa 29.02.2020
Autor: hase-hh

Vielen Dank für die ausführliche Antwort!

Ich würde also 1. daraus folgern, dass es in der Aufgabenstellung heißen müsste

[mm] Bi(OH)_3 [/mm] + NaOH + [mm] Na[Sn(OH)_3] [/mm]  ->  Bi  + [mm] Na_2[Sn(OH)_6] [/mm]


Du sagst, eckige Klammern bedeuten, dass es sich um einen "Liganden" handelt, ... "der wie ein großes Ion betrachtet werden kann. Im Ergebnis liegen nun die 6 OH um das Sn aber dennoch hat das Sn nicht 6 Elektronen abgegeben, sondern nur vier. https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_stannate"

[mm] Na_2[Sn(OH)_6] [/mm] ist ein Salz und besteht aus Ionen:

2 [mm] Na^{+} [/mm] + [mm] Sn(OH)_6^{2-} [/mm]

Die Strukturformel von [mm] Sn(OH)_6^{2-} [/mm] ergibt sich...

Das Sn hat eine Doppelbindung zu einem O und zwei einfache Bindungen zu weiteren O-Atomen.
  
   [mm] ^{-}O-Sn-O^{-} [/mm]
       [mm] \parallel [/mm]
       O

Darum herum lagern sich drei Wassermoleküle an.


Reduktion

+III                0  
[mm] Bi(OH)_3 [/mm]  + 3 [mm] e^{-} [/mm]  ->  Bi ...

[Anmerkung: Die Oxidationszahlen beziehen sich hier jeweils auf das Bi]

Oxidation

      +II                              +IV  
[mm] Na^{+} [/mm] + [mm] Sn(OH)_3^{-} [/mm]  - 2 [mm] e^{-} [/mm] +...  ->  [mm] 2*Na^{+} [/mm] + [mm] Sn(OH)_6^{4-} [/mm] +...

[Anmerkung: Die Oxidationszahlen beziehen sich hier jeweils auf das Sn]


Diese Teile muss ich (wenn auch zunächst unvollständig notiert) mit 3 bzw. 2 vervielfachen, um auf die gleiche Anzahl Elektronen, die abgegeben bzw. aufgenommen werden, zu kommen.

Redox

2 [mm]Bi(OH)_3[/mm] + 3 [mm]NaSn(OH)_3[/mm] + 3 NaOH = 2 Bi + 3 [mm]Na_2Sn(OH)_6[/mm]



???


Bezug
                        
Bezug
Redoxreaktion Bi... und Sn...: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:51 So 01.03.2020
Autor: chrisno


> Vielen Dank für die ausführliche Antwort!
>  
> Ich würde also 1. daraus folgern, dass es in der
> Aufgabenstellung heißen müsste
>
> [mm]Bi(OH)_3[/mm] + NaOH + [mm]Na[Sn(OH)_3][/mm]  ->  Bi  + [mm]Na_2[Sn(OH)_6][/mm]

>  
>
> Du sagst, eckige Klammern bedeuten, dass es sich um einen
> "Liganden" handelt, ... "der wie ein großes Ion betrachtet
> werden kann. Im Ergebnis liegen nun die 6 OH um das Sn aber
> dennoch hat das Sn nicht 6 Elektronen abgegeben, sondern
> nur vier. https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_stannate"
>  
> [mm]Na_2[Sn(OH)_6][/mm] ist ein Salz und besteht aus Ionen:
>
> 2 [mm]Na^{+}[/mm] + [mm]Sn(OH)_6^{2-}[/mm]
>
> Die Strukturformel von [mm]Sn(OH)_6^{2-}[/mm] ergibt sich...
>  
> Das Sn hat eine Doppelbindung zu einem O und zwei einfache
> Bindungen zu weiteren O-Atomen.
>
> [mm]^{-}O-Sn-O^{-}[/mm]
>         [mm]\parallel[/mm]
>         O
>  
> Darum herum lagern sich drei Wassermoleküle an.

Das bezweifle ich sehr. Vergleiche mit der Abbildung im Wikipediaartikel.
Da sind oktaedrisch um das Sn angeordnete OH-Gruppen dargestellt.

>  
>
> Reduktion
>  
> +III                0  
> [mm]Bi(OH)_3[/mm]  + 3 [mm]e^{-}[/mm]  ->  Bi ...

ok

>  
>
> Oxidation
>  
> +II                          +IV  
> [mm]Na^{+}[/mm] + [mm]Sn(OH)_3^{-}[/mm]  - 2 [mm]e^{-}[/mm] +...  ->  [mm]2*Na^{+}[/mm] +

> [mm]Sn(OH)_6^{4-}[/mm] +...

Das passt so nicht. Links ein Na, rechts zwei .... Dann das +II über dem Na????
Außerdem sind die Na und OH uninteressant. Einzig das Sn wird weiter oxidiert.
Da stimmt links die Oxidationsstufe nicht. Vergleiche das mit meiner vorigen Antwort.

>  
>
> Diese Teile muss ich (wenn auch zunächst unvollständig
> notiert) mit 3 bzw. 2 vervielfachen, um auf die gleiche
> Anzahl Elektronen, die abgegeben bzw. aufgenommen werden,
> zu kommen.

Die Zahlen hast Du schon angegeben.

>  
> Redox
>  
> 2 [mm]Bi(OH)_3[/mm] + 3 [mm]NaSn(OH)_3[/mm] + 3 NaOH = 2 Bi + 3 [mm]Na_2Sn(OH)_6[/mm]
>  
>
>
> ???

Was ist nun das Problem? Ich bin unsicher, ob ich den ganzen Liganden die Ladung zuordne oder dem Sn. Das erscheint mir zum Teil nur eine formale Frage zu sein. Dem Sn mit den 6 OH läösst sich ja schlecht eine entsprechende Ladung 6+ zuordnen. Daher würde ich dem ganzen Liganden die Ladung 2- geben.

Bezug
                                
Bezug
Redoxreaktion Bi... und Sn...: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:20 So 01.03.2020
Autor: hase-hh

Moin,

> > Die Strukturformel von [mm]Sn(OH)_6^{2-}[/mm] ergibt sich...
> >  

> > Das Sn hat eine Doppelbindung zu einem O und zwei einfache Bindungen zu weiteren O-Atomen.
> >
> > [mm]^{-}O-Sn-O^{-}[/mm]
> >      [mm]\parallel[/mm]

> >      O

> >  

> > Darum herum lagern sich drei Wassermoleküle an.
>  Das bezweifle ich sehr. Vergleiche mit der Abbildung im Wikipediaartikel.
>  Da sind oktaedrisch um das Sn angeordnete OH-Gruppen dargestellt.

Anmerkung: Im deutschen Wikipediaartikel https://de.wikipedia.org/wiki/Natriumstannat, wie auch im englischen steht aber auch, dass

[mm] Na_2[Sn(OH)_6] [/mm] dem [mm] Na_2SnO_3*3 H_{2}O [/mm] (Trihydrat) entspricht.

Aber einfacher zu verstehen ist sicher: 6 OH-Gruppen an Sn, wobei zwei keine feste Bindung an Sn haben...

                  HO   OH      2-
                   \   /
                    \ /  
               HO...Sn...OH
                    / \  
                   /   \  
                 HO    OH  



> > Oxidation
> >  

> > +II                          +IV  
> > [mm]Na^{+}[/mm] + [mm]Sn(OH)_3^{-}[/mm]  - 2 [mm]e^{-}[/mm] +...  ->  [mm]2*Na^{+}[/mm] + [mm]Sn(OH)_6^{4-}[/mm] +...

> Das passt so nicht. Links ein Na, rechts zwei .... Dann das +II über dem Na????

Es ist hier immer so eine Sache mit der Formatierung; selbstverständlich beziehen sich die Oxidationszahlen jeweils auf das Sn bzw. auf das Bi --- korrigiert!


Ich habe ausdrücklich angemerkt, dass es sich um unvollständige Teilgleichungen handelt. Mir ist durchaus bewußt, dass keine Masse verloren geht, d.h. dass eine vollständige Reaktionsgleichung dies beinhalten muss. U.a. auch deshalb müssen die Teil-Gleichungen vervielfacht werden.


Einen sonnigen Sonntag!


Bezug
                                        
Bezug
Redoxreaktion Bi... und Sn...: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:06 So 01.03.2020
Autor: chrisno

Tatsächlich scheint gerade die Sonne.
Eigentlich ist das spannend, dass die Strukturangabe/Strukturformel nicht eindeutig ist.
Da würde ich gerne die Kristallstrukturanalyse sehen, denn die sollte schon aufzeigen, ob der Sauerstoff oktadrisch angeodnet ist.

Bezug
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