Sodaauszug

[Parakai]

Hi Leude

Hab mal wieder ne Frage und zwar diesmal zum Sodaauszug.
Angenommen ich hätte As2O3, Natriumoxalat und Kaliumpermanganat vorliegen, welche Produkte entstehen dann?

Liegt Arsen dann als Carbonat vor, oxalat und Kaliumpermangat in Lösung?
Wenn mir einer helfen könnte die Reaktionsgleichung aufzustellen wäre echt super.

MfG

Parakai

[arseniac]

Hi!



beim Sodaauszug kochst Du Deine Substanzen ja mit einem Überschuß an festem Na2CO3 in wenig Wasser.

Das Permanganat geht dabei als solches in Lösung. Der Sodaauszug wird dadurch also violett gefärbt, was bei 'ner ganzen Menge an Folgenachweisen für die Anionen stören kann (zum Entfernen des Permanganats einfach mit Essigsäure ansäuern und mit Ethanol im Überschuß durchkochen, durch Redoxreaktionen geht das MnO4(-) dann auch kaputt).


Das Oxalat findet sich ebenfalls als C2O4(2-) im Sodaauszug wieder, da passiert keine Chemie (wobei natürlich bei gleichzeitiger Anwesenheit von Oxalat und Permanganat letzteres das C2O4(2-) kaputtoxidiert).


Das Arsen geht ebenfalls in Lösung. Es liegt dabei aber nicht als "Arsencarbonat" vor (Arsenoxide sind Säureanhydride, die mit mit Kohlensäure keine so einfachen Verbindungen eingehen), sondern als Natriumarsenit.
Das Säureanhydrid As2O3 reagiert mit dem Wasser zunächst unter Bildung von Arseniger Säure:
As2O3 + 3 H2O => 2 H3AsO3

Diese neutralisiert dann einen Teil des Natriumcarbonats, und es entsteht dann also das Natriumsalz der arsenigen Säure (Natriumarsenit)

Alles klar?

[Parakai]

Soweit alles klar ja.
Noch eine Frage dazu, ich soll laut Aufgabenstellung alle Reaktionsgleichungen formulieren, da steh ich noch ein wenig auf dem Schlauch.

Also das das Oxalat das Permanganat dann reduziert ist ja klar, das wäre ja wie folgt:

1) C2O4(2-) --> 2 CO2 + 2e-
2) MnO4- + 5e- + 8H+ --> Mn2+ + 4 H2O

Also
5 C2O4(2-) + 2 MnO4- + 16H+ --> 2 Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

Stimmt das soweit?

Wie sehen denn die anderen Reaktionen aus bzw. die die in dem Sodaauszug entstehen?

Etwa so?:

Na2C2O4 + Na2CO3 + H2O --> C2O4(2-) + HCO3- + OH- + 4 Na+?
KMnO4 + Na2CO3 + H2O --> MnO4- + HCO3- + OH- + K+ + 2 Na?

Bei dem Arsenoxid hab ich leider keinen Ansatz.
So das wären noch meine Fragen, wäre spitze, wenn die mir einer beantworten könnte.

Greetz
Parakai

[/img]

[alpha]

Die gute, alte Oxalsäure sieht gut aus.

Die beiden anderen Gleichungen machen zwar nicht viel Sinn, sind aber auch nicht falsch
Schliesslich sind sie ja ziemlich unabhängig voneinander:
1) Na2C2O4 --> 2Na+ + C2O42-
2) KMnO4 --> K+ + MnO4-
3) Na2CO3 + H2O --> 2 Na+ + OH- + HCO3-

Das gute Arsenoxid? - Das sollte man lieber essen, dann hat man mehr Appetit (im Gegensatz zu Toluen ) und ist körperlich leistungsfähiger, aber das ist hier ja nicht gefragt...
As2O3 löst sich in heissem Wasser langsam auf und wird zur Arsenigensäure (dessen Anhydrid es ist). Arsensäure ist analog zur Phosphorsäure, nur etwas schwächer, wenn ich mich nicht täusche. Dennoch wird sie wohl kaum dreifach deprotoniert vorliegen, hat das zweitletzte Proton doch einen pKa Wert von 13,52 und das letzte sogar >15. Stellen wir also die Reaktionsgleichung auf:

As2O3 + 3 H2O --> 2 H3AsO3
2 H3AsO3 + 2Na2CO3 --> 2 H2AsO3- + 2 HCO3- + 4 Na+
Kannst sie auch zusammenfassen

Dass alle diese Ionen aquatisiert sind, dürfte klar sein.

Arsenige Säure dürfte von Permanganat je nachdem auch noch zu Arsensäure oxidiert werden, finde leider kein Redoxpotential, aber da es in conc. HNO3 geht, könnte (sollte eigentlich) es auch mit dem Kaliumpermanganat gehen, was dann aussehen würde wie:
H2AsO3- + H2O --> H2AsO4- + 2e- + 2 H+
Die KMnO4 Halbreaktion hast du ja schon und die zusammensetzung sollte ja auch nicht so schwierig sein. Die Arsensäure ist dann etwas stärker und könnte noch einmal deprotoniert werden, da erst das dritte Proton einen pKa Wert von ca. 12 aufweist.
Diese Redox-Reaktion läuft natürlich nur ab, wenn du genügend KMnO4 in der Lösung hast...


Grüsse
alpha

[Parakai]

Arsenige Säure dürfte von Permanganat je nachdem auch noch zu Arsensäure oxidiert werden, finde leider kein Redoxpotential, aber da es in conc. HNO3 geht, könnte (sollte eigentlich) es auch mit dem Kaliumpermanganat gehen, was dann aussehen würde wie:
H2AsO3- + H2O --> H2AsO4- + 2e- + 2 H+
Die KMnO4 Halbreaktion hast du ja schon und die zusammensetzung sollte ja auch nicht so schwierig sein. Die Arsensäure ist dann etwas stärker und könnte noch einmal deprotoniert werden, da erst das dritte Proton einen pKa Wert von ca. 12 aufweist.
Diese Redox-Reaktion läuft natürlich nur ab, wenn du genügend KMnO4 in der Lösung hast...


Grüsse
alpha

Danke Dir erstmal, eine Frage noch dazu. Wenn das Permanganat von Oxalat zu Mangan reduziert wird, kann es dann trotzdem sein, dass die arsenige Säure oxidiert wird?

Greetz
Parakai

[alpha]

Wenn das Permanganat von Oxalat zu Mangan reduziert wird, kann es dann trotzdem sein, dass die arsenige Säure oxidiert wird?

Woher kenne ich Stoffmengenverhältnisse? - Wenn genügend KMnO4 vorhanden ist, dann wird es sowohl das Oxalat als auch die arsenige Säure oxidiertn. - Ist zu wenig da, wird es Gemische geben, kenne die Kinetik der beiden Redoxreaktionen nicht...

Übrigens: Die Salze aus der Arsenigen Säure sehen etwas anders aus, als die pKa-Werte mich vermuten liessen - Es würde also Na3AsO3 auskristallisieren.
Die Arsensäure hingegen ist wirklich wie Phosphorsäure zu behandeln...

edit: Da gibt es noch ein Problem mit dem Permangant, bzw. deiner Gleichung, das ich übersehen hatte:
bei pH=0 stimmt die Gleichung, welche du hast, für pH=14, was dem Sodaauszug näher kommt, ist sie jedoch inkorrekt: Permanganat wird nicht mehr zu Mn2+ sondern zu MnO2 reduziert, also zum üblen, hässlichen Braunstein!
Das Redoxpotential für Oxalsäure habe ich nicht gefunden, dafür immerhin die beiden folgenden Reaktionen:
MnO4- + 2 H2O + 3 e- --> MnO2 + 4 OH- hat ein Potential von + 0.59 V bei pH=14
H3AsO4 + 2 H+ + 2e- --> H3AsO3 + H2O hat ein Potential von + 0.56 V bei pH=0 diese Reaktion lässt sich ja auch umschreiben zu H3AsO4 + 2 H2O + 2e- --> H3AsO3 + 2 OH- (damit das eher nach Base aussieht ) bei zunehmendem pH sollte das Potential eigentlich abnehmen, was sich günstig auf das Ablaufen der Reaktion auswirken sollte! (Nernst).


Grüsse
alpha


p.S. hoffentlich habe ich nicht noch viele Fehler übersehen oder eingebaut!

[Parakai]

edit: Da gibt es noch ein Problem mit dem Permangant, bzw. deiner Gleichung, das ich übersehen hatte:
bei pH=0 stimmt die Gleichung, welche du hast, für pH=14, was dem Sodaauszug näher kommt, ist sie jedoch inkorrekt: Permanganat wird nicht mehr zu Mn2+ sondern zu MnO2 reduziert, also zum üblen, hässlichen Braunstein!

Also findet dann auch keine weitere Reaktion mit Oxalat statt oder?
Ich fasse gerade nochmal die ablaufenden Reaktionen zusammen, da hätten wir
1) Na2C2O4 + Na2CO3 + H2O --> C2O4(2-) + HCO3- + OH- + 4 Na+

So das wars schon mit dem Zusammenfassen, jetzt hab ich doch Probleme die Gleichung von Permanganat zu Braunstein aufzustellen, muss denn das Carbonat mit in die Gleichung rein oder nicht?
Und bei dem Arsen steh ich total auf der Leitung, du hast ja geschrieben:
As2O3 + 3 H2O --> 2 H3AsO3
2 H3AsO3 + 2Na2CO3 --> 2 H2AsO3- + 2 HCO3- + 4 Na+
aber Arsenic meinte es würde Natriumarsenit entstehen, also NaAsO2...
Vielleicht kannst Du ein letztes mal die Reaktionsgleichungen aufstellen, die mir fehlen, das wäre echt total genial.

Lg
Parakai

(Edit: Wenn jetzt das Permangant zu Braunstein wird, was passiert dann mit dem Carbonat? Geht des in CO2 über?)

[alpha]

Sooo, mittlerweile habe ich auch ein Normalpotential für Oxalsäure gefunden: -0,47 V, das heisst, die sollte eigentlich schon oxidiert werden, würde ich jetzt mal behaupten!

Womit taten wir uns noch schwer? - Bildung von Braunstein? - Die ist natürlich an die Redoxreaktion gekoppelt! - Wird weder Oxalsäure noch As(III) oxidiert, dann würde auch das Kaliumpermanganat in Frieden herumschwimmen (denn Carbonat zu oxidieren halte ich für verwegen!)... - Davon gehe ich jedoch nicht aus, was du dir aufschreibst, musst natürlich du wissen

Und nun noch zum Post von arseniac: Geht man davon aus, dass Arsentrioxid nicht oxidiert wird von Kaliumpermanganat, so entsteht als Natriumarsenit. Natriumarsenit hat aber nicht die von dir genannte Formel, sondern ist Na3AsO3. NaAsO2 wird zwar hin und wieder auch Natriumarsenit genannt, ist aber eigentlich Natrium-meta-arsenit! - Welches entsteht, kann ich dir nicht mit Sicherheit sagen.
Die Gleichung wäre ja As2O3 + H2O + Na2CO3--> 2 NaAsO2 + H2CO3
Die Kohlensäure kannst du natürlich nochmals mit Soda umsetzen, wenn du magst: H2CO3 + Na2CO3 --> 2 NaHCO3...


Grüsse
alpha

[Parakai]

Damit kann ich was anfangen, ich danke Dir vielmals.