Die Reaktion von Kaliumpermanganat mit Natriumoxalat verläuft über eine klassische Oxidations-Reduktions-Reaktion. Zwei Halbreaktionen ergeben die vollständige Reaktion. In jeder Halbreaktion verlieren oder gewinnen Chemikalien Elektronen. Am Ende gleicht sich die Anzahl der Elektronen aus, die Anzahl der Atome bleibt konstant, aber es entstehen neue Chemikalien wie Kohlendioxid.
Redoxreaktionen
Oxidations-Reduktions-Reaktionen oder Redoxreaktionen treten auf, wenn Elektronen zwischen Substraten übertragen werden. Das Atom, das Elektronen gewinnt, heißt reduziert und ist das Oxidationsmittel. Das Atom, das Elektronen verliert, soll oxidiert sein und ist das Reduktionsmittel. Ein Gerät, an das man sich erinnert, ist "LEO goes GER", was bedeutet, dass Elektronenverlust Oxidation und Elektronengewinnung Reduktion bedeutet. Im Fall von Kaliumpermanganat und Natriumoxalat wird Kaliumpermanganat reduziert, während Natriumoxalat oxidiert wird. Insbesondere verliert Kohlenstoff aus dem Oxalatanion Elektronen, die oxidiert werden, während das Manganatom Elektronen gewinnt und reduziert wird.
Säureanforderung
Damit die Reaktion von Natriumoxalat und Kaliumpermanganat stattfinden kann, müssen die festen Natriumoxalat- und Kaliumpermanganatverbindungen in einer sauren Flüssigkeit gelöst werden, um die Dissoziation der reagierenden Ionen zu bewirken. Bei Natriumoxalat oder Na2C2O4 muss das Oxalat oder C2O4 von zwei Na + -Atomen dissoziieren und MnO4 muss von Kalium oder dem K + -Atom dissoziieren. Typischerweise wird Schwefelsäure zu Natriumoxalat gegeben, um H2C2O4 oder Oxalsäure plus Natriumchlorid zu erzeugen. Das H2C2O4-Oxalat dissoziiert in einer sauren Umgebung in C2O4 plus zwei H + -Ionen. Kaliumpermanganat in einer sauren Umgebung dissoziiert in Kalium- oder K + -Ionen und Permanganat oder MnO4- -Ionen.
Oxidationsreaktion
Eine Hälfte einer Redoxreaktion tritt auf, wenn ein Atom oxidiert wird oder Elektronen verliert. Bei der Kaliumpermanganat- und Natriumoxalat-Reaktion tritt die Oxidation auf, wenn die Kohlenstoffatome in Oxalsäure Elektronen verlieren. In Oxalsäure haben die Kohlenstoffatome eine Nettoladung von +3. Am Ende der Reaktion werden die Kohlenstoffatome Teil des gebildeten Kohlendioxids. In Kohlendioxid haben die Kohlenstoffatome eine Nettoladung von +4. Obwohl es so aussieht, als hätte Kohlenstoff eine positive Ladung erhalten, haben sie in Wirklichkeit nur eine einzige negative Ladung verloren, was sie positiver macht. Der Verlust einer einzelnen negativen Ladung zeigt an, dass sie ein Elektron verloren haben oder oxidiert wurden. Bei dieser Halbreaktion haben jeweils 2 Kohlenstoffatome ein Elektron verloren.
Reduktionsreaktion
Eine zweite Hälfte einer Redoxreaktion findet statt, wenn ein Atom reduziert wird oder Elektronen gewinnt. Bei der Umsetzung von Natriumoxalat mit Kaliumpermanganat hat Mangan oder Mn im Permanganat MnO4- eine Ladung von +7. Am Ende der Reaktion hat das Mangan eine Ladung von +2, die als Mn + 2 in Lösung vorliegt. Es ist weniger positiv geworden und wechselt von +7 auf +2, indem es Elektronen gewinnt, die eine negative Ladung tragen. In dieser Halbreaktion werden 5 Elektronen gewonnen.
Die Reaktion ausgleichen
Damit eine Redoxreaktion stattfinden kann, muss die gleiche Anzahl von Elektronen gewonnen und verloren werden, und es können keine Atome erzeugt oder zerstört werden. Da die Reaktion in Säure stattfindet, schweben viele Wasserstoff- oder H + -Ionen sowie Wasser- oder H2O-Moleküle umher. Sie können zu beiden Seiten der Gleichung hinzugefügt werden, um die Anzahl der Wasserstoff- und Sauerstoffatome auszugleichen. Während eine Halbreaktion anscheinend zwei Elektronen verloren hat und eine andere fünf Elektronen gewonnen hat, wird dies ausgeglichen, indem beide Seiten jeder Halbreaktion mit einer anderen Zahl multipliziert werden, um die gleiche Anzahl von Elektronen zu ergeben, die für beide Reaktionen übertragen wurden. Wenn Sie beispielsweise die Oxidationsreaktion um 5 auf beiden Seiten multiplizieren, werden insgesamt 10 Elektronen übertragen. Wenn Sie beide Seiten der Reduktionsreaktion um 2 multiplizieren, werden insgesamt 10 Elektronen übertragen. Wenn zwei Seiten der Gleichungen ausgeglichen und dann zu einer einzigen Redoxreaktionsgleichung kombiniert werden, reagieren 2 Permanganationen mit 5 Oxalationen in Gegenwart einer Säure, um 10 Kohlendioxidmoleküle, 2 Manganionen und Wasser zu ergeben. In Formeln kann dies wie folgt geschrieben werden: 2 MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H + => 10 CO2 + 2 Mn2 + + 8 H2O
