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Und wozu ist die Salzsäure da?

Gleichungen abgeschrieben und verstanden? Mich überzeugen sie Reaktionsgleichungen nicht! Sie sind nämlich sämtlich falsch.
Erstens heißt eine Gleichung so, weil auf beiden Seiten des Rektionspfeiles das gleiche steht. Das ist bei keiner der vier Reaktions"gleichungen" der Fall!
Zweitens behaupten die Gleichungen 2-4, daß die Vanadiumkomplexe in der Lage sind, H+-Ionen zu Wasserstoff zu oxidieren. Dann würde Säure alleine ausreichen und das Zink wäre völlig überflüssig! Also?

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lemmi hat Folgendes geschrieben:
H+-Ionen zu Wasserstoff zu oxidieren

*zu reduzieren.
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Pok
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Die Originalquelle ist übrigens das Buch "Chemische Kabinettstücke", Versuch: Farbenvielfalt des Vanadiums. Da steht aber auch nix zur Funktion der Salzsäure. Andere Quellen sagen aber, dass es mit beiden Säuren funktioniert (HCl oder H2SO4). Vielleicht löst sich das V2O5 schneller in Salzsäure als in Schwefelsäure (ggf. durch Bildung irgendwelcher Oxychloride oder so).

Edit: hier wird etwas mehr dazu gesagt. Es sollen sich je nach Säure 2 verschiedene Komplexe bilden - [V(H2O)4Cl2]+ bzw. [V(H2O)6]3+ - die laut Literatur leicht unterschiedlich gefärbt sein sollen. Beim experimentellen Vergleich hat der Autor aber völlig identische Farben bekommen.

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Ich vermute, daß die Salzsäure zugesetzt wird, weil Zink sich in Schwefelsäure wegen Passivierung sehr schlecht löst, jedenfalls wenn es nicht aktiviert ist.

Natürlich wird H+ zu H reduziert. Das macht die Reaktionsgleichungen noch absurder (zwei Oxidationsmittel reagieren miteinander!). Die bedürfen dringend der Korrektur!

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Abend, habe den Wasserstoff mal aus der Gleichung entfernt, aber ausgeglichen sind sie noch nicht (den rest mache ich dann noch, so sieht es aber schon weniger schlimm aus). Das H+ müsste ich dann auf den Reaktionspfeil schreiben, oder wie bewirkt das die Reaktion?

LG
Lithiumoxalat

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Pok
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In deiner Erklärung steht doch schon alles was du brauchst. Die Ionen sind richtig und der Erklärsatz auch. Mehr brauchst du nicht.

1. Die Wassermoleküle (falls als Ligand fungierend) aus den drei Gleichungen streichen! Die spielen zwar für die Farbe eine Rolle, aber machen die Gleichungen total unübersichtlich.
2. Reihe der Ionen aufstellen, also VO2+ -> .... -> .... -> .... (darüber könnte man die Oxidationsstufe des Vanadiumatoms im jeweiligen Ion schreiben, darunter die zugehörige Farbe)
3. Reaktion für die Bildung von naszierendem Wasserstoff aufschreiben (dafür sind 2 Edukte nötig). Naszierender Wasserstoff ist ein H-Atom mit einem Elektron, geschrieben Hnasc. Statt molekularem Wasserstoff (H2) entstehen also 2 dieser einzelnen H-Atome.
4. Alle 3 Reduktionsschritte einzeln hinschreiben: zuerst nur links das zu reduzierende Ion und rechts das reduzierte Ion. Die Ionen werden durch nasc. Wasserstoff reduziert*, also Hnasc. jeweils auf die richtige Seite der Gleichung schreiben. Wenn eine Gleichung nicht aufgeht (z.B. wenn Sauerstoff auf einer Seite zu viel ist), dann erst Atome durch Hinzufügen von Wasser ausgleichen, dann Ladungen durch Hinzufügen von H+ ausgleichen.

*überlegen, wie Reduktion und Oxidation auf Elektronen-Level definiert sind! Dann weißt du auch, was aus dem Hnasc. entsteht, also auf der anderen Seite der Gleichung stehen muss. Stell dir bildlich vor, wie naszierender Wasserstoff (links) und ein H+-Ion (rechts) aussehen:




Wenn du diese Schritte genau durchgehst, kommst du auch zu den richtigen Gleichungen. Bei den ersten 2 Ionen muss man aufpassen, weil die ohne Hoch/Tiefschreibung identisch aussehen!

Das Experiment ist übrigens nicht nur ein belangloses Farbenspiel, sondern spielt auch praktisch eine Rolle beim Vanadium-Redox-Akku.

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NI2
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Hab eben mal die erste Reihe laufen lassen, bin aber noch nicht zufrieden und werde mindestens noch einen Run starten, aber dennoch vorab schon mal mein Libelingsbild von diesem Run:



Detailsausschnitt:


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Ich habe nun die Reaktionsgleichungen geändert, ist es so gut?

@NI2: Schönes Foto! Machst du die Bilder jetzt oder soll ich auch noch welche machen?

LG
Lithiumoxalat

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Zitat:
+V → +IV
VO2+ → VO2+

+IV → +III
VO2+ → V3+

+III → +II
V3+ → V2+

Im Moment sind es nur Veränderungen am Vanadium. Die eigentlichen farbigen Teilchen sind Aquokomplexe der verschiedenen Vanadiom-Ionen. Zur Reaktionsgleichung fehlen noch die mit dem Vanadium reagierenden Teilchen (z.B. Hnasc.) und was daraus wird.



Hier mal einige interessante Links zum Thema, wo auch die Farben der einzelnen Komplexe der unterschiedlichen Oxidationsstufen und einige Varianten zum Experiment gezeigt werden:

Schöne Bilder, benannte Komplexe und Farben: http://www.axel-schunk.de/experiment/edm1104.html

Hintergrundinformation: http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/metalle_v_gruppe.html

Gute Erklärung: https://www.chem-page.de/experimente/865-vanadium-farbenspiel.html

Interessante Variante: http://www.poenitz-net.de/Chemie/1.Allgemeine%20und%20anorganische%20Chemie/1.10.L.Vanadium.pdf
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Pok
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Das mit den Aquakomplexen hatte ich ihm empfohlen wegzulassen, weil es alles unnötig kompliziert und unübersichtlich macht. Das kann man in die Erklärung schreiben, aber nicht in die Gleichungen! Leider ist die Erklärung bei chem-page gar nicht gut (weil Rkt-Gleichungen falsch), auch die Beobachtung ist falsch (wie auch in der Originalquelle "Chemische Kabinettstücke"). Ebenso gibt es in allen deiner links entweder keine, unvollständige oder grottenfalsche Reaktionsgleichungen! Nirgends sind ausgeglichene Gleichungen zu finden (außer auf der Seite, die ich oben verlinkt hatte....da wird aber von freien Elektronen statt naszierendem Wasserstoff als Reduktionsmittel ausgegangen).

@Li-Ox: damit wir hier nicht zu lange rumdümpeln, hier die Gleichungen, wenn du nicht einfach nach dem 2. Schritt aufgehört hättest:

Bildung des naszierenden Wasserstoffs: Zn + 2 HCl → Zn2+ + 2 Hnasc. + 2 Cl-

Reduktionsschritte:

VO2+ + Hnasc. + H+ → VO2+ + H2O

VO2+ + Hnasc. + H+ → V3+ + H2O

V3+ + Hnasc. → V2+ + H+

Um das ganze übersichtlicher zu machen, gehts z.B. so:




Der größte Teil des naszierenden Wasserstoffs wird aber nicht für diese Reduktionsschritte verbraucht, sondern bildet molekularen Wasserstoff, was die Gasbläschen erklärt:
2 Hnasc. → H2

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Könntet ihr bitte mit dem Hnasc aufhören? Das Reduktionsmittel ist Zink. Nascierender Wasserstoff ist ein uraltes Gedankenkonstrukt aus der Zeit, wo den Leuten heterogene Reaktionen und insbesondere heterogene Katalyse fremd waren.
Damals konnte man wohl auch noch keine Elektrodenpotentiale berechnen. Atomarer Wasserstoff in freier Form kann unmöglich von Zink freigesetzt werden, weil er viel zu energiereich ist. Man braucht den genauen Mechanismus nicht und über atomaren Wasserstoff läuft er nicht.

Zitat:
da wird aber von freien Elektronen statt naszierendem Wasserstoff als Reduktionsmittel ausgegangen
Das ist ja auch völlig richtig so. Die Reduktion an metallischem Zink verläuft komplett analog zu der Reaktion an negativ geschalteten Metalloberflächen (Kathoden) bei einer Elektrolyse.
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Interessant Diskusion, aber wie (welche Art) soll ich dies jetzt im Artikel schreiben?

mfG
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@Xyrofl: Könntest du bitte deinen Ton so ändern, dass er nicht so überheblich klingt? Du tust so als wären wir rückständige Trottel und als ob naszierender Wasserstoff aus Lehr- und Schulbüchern längst verschwunden wäre. Er wird aber weiterhin zur Erklärung von Reaktionen in Vorlesungen und im Unterricht benutzt. Und damit wird in der Originalquelle die Reaktion ebenfalls erklärt. Wenn dich das so aufregt, kannst du ja den Wikipedia-Eintrag löschen und Protestbriefe an sämtliche Verlage schicken.

Dass naszierender Wasserstoff ein "uraltes Gedankenkonstrukt" ist und tatsächlich nicht existiert, ist keineswegs verbreiteter Wissensstand und ich könnte mir auch vorstellen, dass du selbst erstmal eine Weile googeln musstest. Sonst hättest du ja schon viel früher darauf hinweisen können.

Zitat:
Man braucht den genauen Mechanismus nicht

Man braucht aber ausgeglichene Gleichungen.

@Li-Ox: dann schreib es so, wie Genius Xyrofl es für richtig erkannt hat, also wie in dem link oben (3. Post auf der Seite). Da sind alle Gleichungen aufgelistet.

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NI2
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Pok hat Folgendes geschrieben:
Sonst hättest du ja schon viel früher darauf hinweisen können.


Ich könnte mir vorstellen, dass eher die Tatsache, das auf allein auf dieser Seite des Threads zwangzig mal "naszierend/nasc." steht der Auslöser für ihn war überhaupt etwas zu schreiben...

Allgemein gefällt mir hier der aktuelle Ton aber nicht. Da war bereits beim Pilz-Thread der Fall und ich hoffe, dass sich solche in-thread-Konflikte nicht häufen, so macht diskutieren keinen Spaß.

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Pok
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Dass hier 20x nasc. steht, ist aber kein Grund für seine überhebliche Art. Das ist auch nicht das erste mal und das nervt einfach. Ich finde solche neuen Erkenntnisse wirklich gut, aber nur wenn sie nicht ständig mit einer herablassenden Rhetorik vorgetragen werden.

Ich hoffe, du meinst nicht den Cyclopropensäure-Thread. Da sehe ich nämlich keine Spur von schlechtem Ton.

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Die Farben des Vanadiums
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