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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
http://redox.gironimo.org/
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