Redoxreihe der Metalle – Metall in Lösung eintauchen
NaturwissenschaftenChemische ReaktionenAlter 14–15Virtuelles Labor
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Als Nächstes in Chemische Reaktionen
Wählen Sie ein Metall aus der Aktivitätsreihe (Redoxreihe) — K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au — und eine Lösung: verdünnte HCl oder H₂SO₄, die Salze CuSO₄, AgNO₃, FeSO₄, ZnSO₄ oder reines Wasser. Geben Sie das Metall ins Reagenzglas und beobachten Sie H₂-Bläschen, eine neue Metallschicht auf dem Streifen, einen Farbwechsel der Lösung oder gar keine Reaktion — genau wie es die Stellung des Metalls in der Reihe vorhersagt. Eine ausgeglichene Reaktionsgleichung und eine Erklärung werden während des Experimentierens laufend aktualisiert.
Lektion: Redoxreihe (Aktivitätsreihe) der Metalle; allgemeine Eigenschaften der Metalle
Was sie zeigt
Die Redoxreihe der Metalle ordnet Metalle danach, wie leicht sie positive Ionen bilden: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au. Ein Metall vor dem Wasserstoff verdrängt Wasserstoff aus verdünnten Säuren, und ein Metall verdrängt jedes edlere Metall aus der Lösung seines Salzes, etwa Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Metalle nach dem Wasserstoff reagieren nicht mit verdünnter HCl oder H₂SO₄. K, Na und Ca reagieren schon bei Raumtemperatur mit Wasser; in Salzlösungen reagieren sie deshalb zuerst mit dem Wasser, und statt eines Metallüberzugs bildet sich ein Hydroxidniederschlag.
So funktioniert es
Lassen Sie die Lernenden vor jedem Versuch das Ergebnis vorhersagen. Tippen Sie auf ein Metall in der Reihe und auf ein Lösungsfeld, klicken Sie auf Metall eintauchen und vergleichen Sie Beobachtungen und ausgeglichene Gleichung mit der Vorhersage. Arbeiten Sie Paare wie Zn in HCl, Cu in HCl, Cu in AgNO₃ und Fe in CuSO₄ durch und testen Sie dann Na in CuSO₄. Erhöhen Sie die Konzentration der Lösung für schnellere Gasentwicklung; Zurücksetzen wiederholt einen Versuch.
Einstellbare Parameter
- Metall Kalium (K), Natrium (Na), Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Zink (Zn), Eisen (Fe), Blei (Pb), Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au)
- Lösung Salzsäure HCl, Verdünnte Schwefelsäure H₂SO₄, Kupfer(II)-sulfat CuSO₄, Silbernitrat AgNO₃, Eisen(II)-sulfat FeSO₄, Zinksulfat ZnSO₄, Wasser (H₂O)
- Konzentration der Lösung 0,1–2 mol/L
- Redoxreihe anzeigen
Fragen zum Erkunden
- Warum reagiert Kupfer nicht mit verdünnter HCl, verdrängt aber Silber aus einer AgNO₃-Lösung?
- Was beobachtet man, wenn Zink in FeSO₄-Lösung und wenn Eisen in ZnSO₄-Lösung getaucht wird?
- Warum bildet Natrium in CuSO₄-Lösung einen Niederschlag statt eines Kupferüberzugs?
Häufige Fragen
Wie sagt man eine Verdrängungsreaktion von Metallen vorher?
Ein Metall verdrängt ein anderes nur dann aus der Lösung seines Salzes, wenn es in der Redoxreihe davor steht, also unedler ist. Zink steht vor Kupfer, daher läuft Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu ab und Kupfer überzieht das Zink, während Kupfer in ZnSO₄-Lösung nicht reagiert. K, Na und Ca sind Ausnahmen, weil sie zuerst mit dem Wasser reagieren.
Welche Metalle reagieren mit verdünnten Säuren?
Metalle, die in der Redoxreihe vor dem Wasserstoff stehen, reagieren mit verdünnter HCl oder H₂SO₄ zu einem Salz und Wasserstoffgas, etwa Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. Kupfer, Silber und Gold stehen nach dem Wasserstoff und reagieren nicht. Je weiter ein Metall vom Wasserstoff entfernt ist, desto heftiger die Reaktion, und eine konzentriertere Säure beschleunigt die Gasentwicklung zusätzlich.
Warum ändert blaue Kupfersulfatlösung ihre Farbe, wenn man Eisen hineingibt?
Blaue Kupfersulfatlösung ändert ihre Farbe, weil Eisen das Kupfer verdrängt und blaue Cu²⁺-Ionen durch blassgrüne Fe²⁺-Ionen ersetzt werden. Eisenatome geben Elektronen ab, Kupferionen nehmen sie auf: Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu. Gleichzeitig scheidet sich rotes Kupfer auf dem Eisen ab, und das Blau verblasst, während die Kupferionen verbraucht werden.
