Wie funktioniert die Entchromung mit Wasserstoffperoxid in einer Chrom(VI)-Lösung?

Question

Wie funktioniert die Entchromung mit Wasserstoffperoxid in einer Chrom(VI)-Lösung?

Antwort

Verwandte Fragen

Kann sich bei der Entchromung von Chrom(VI) mit H2O2 ein chemisches Gleichgewicht einstellen, wodurch die Reaktion nicht vollständig abläuft?

Wie viel ml 15%iges Wasserstoffperoxid und Wasser werden benötigt, um 180 ml 9%iges Wasserstoffperoxid herzustellen? Mit Rechenweg.

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Die Entchromung mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂) in einer Chrom(VI)-Lösung ist ein chemischer Reduktionsprozess, bei dem das giftige und umweltschädliche Chrom(VI) (Cr⁶⁺, meist als Chromat CrO₄²⁻ oder Dichromat Cr₂O₇²⁻ vorliegend) zu dem deutlich weniger toxischen Chrom(III) (Cr³⁺) reduziert wird. **Ablauf der Entchromung:** 1. **Ausgangslage:** Die Lösung enthält Chrom(VI)-Ionen, meist als Kaliumdichromat (K₂Cr₂O₇) oder Natriumdichromat (Na₂Cr₂O₇) in saurer Lösung. 2. **Zugabe von Wasserstoffperoxid:** Wasserstoffperoxid wird langsam und unter Rühren zugegeben. Die Reaktion läuft am besten in saurer Lösung (z. B. mit Schwefelsäure angesäuert). 3. **Chemische Reaktion:** Das Wasserstoffperoxid reduziert das Chrom(VI) zu Chrom(III). Die vereinfachte Reaktionsgleichung lautet: \[ Cr_2O_7^{2-} + 3 H_2O_2 + 8 H^+ \rightarrow 2 Cr^{3+} + 3 O_2 + 7 H_2O \] Dabei entstehen Chrom(III)-Ionen, Sauerstoffgas und Wasser. 4. **Beobachtungen:** - Die Lösung verfärbt sich von orange (Chromat/Dichromat) zu grün (Chrom(III)). - Es entsteht Gasentwicklung (Sauerstoff). - Die Reaktion ist exotherm (es wird Wärme frei). 5. **Abschluss:** Nach vollständiger Reduktion kann das Chrom(III) durch Zugabe von Lauge (z. B. Natronlauge) als schwerlösliches Chrom(III)-hydroxid gefällt und aus der Lösung entfernt werden. **Wichtige Hinweise:** - Die Reaktion sollte unter kontrollierten Bedingungen und mit geeigneter Schutzausrüstung durchgeführt werden, da sowohl Chrom(VI)-Verbindungen als auch Wasserstoffperoxid gefährlich sind. - Die Entsorgung der Rückstände muss gemäß den geltenden Umweltvorschriften erfolgen. **Zusammenfassung:** Wasserstoffperoxid reduziert in saurer Lösung das giftige Chrom(VI) zu ungiftigem Chrom(III), wobei Sauerstoff freigesetzt wird. Die Lösung wechselt dabei die Farbe von orange zu grün. Weitere Informationen findest du z. B. bei [Wikipedia: Chromat](https://de.wikipedia.org/wiki/Chromat) und [Wikipedia: Wasserstoffperoxid](https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffperoxid).

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Bei der Entchromung von Chrom(VI) mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂) handelt es sich um eine Redoxreaktion, bei der das giftige Chrom(VI) (z. B. als Chromat oder Dichromat) zu dem weniger schädlichen... [mehr]

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Bei der Entchromung von Chrom(VI) mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂) handelt es sich um eine Redoxreaktion, bei der das giftige Chrom(VI) (z. B. als Chromat oder Dichromat) zu dem weniger schädlichen Chrom(III) reduziert wird. Die Reaktionsgleichung (vereinfacht, im sauren Milieu) lautet: \[ \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 3\,\text{H}_2\text{O}_2 + 8\,\text{H}^+ \rightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 3\,\text{O}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O} \] Ein echtes chemisches Gleichgewicht, bei dem nennenswerte Mengen an Chrom(VI) und Chrom(III) nebeneinander bestehen, stellt sich unter den üblichen Bedingungen nicht ein. Die Reaktion läuft im Prinzip vollständig ab, solange genügend Wasserstoffperoxid und Säure vorhanden sind. Allerdings gibt es praktische Einschränkungen: - **Unvollständige Umsetzung:** Wenn das Wasserstoffperoxid aufgebraucht ist oder die Reaktionsbedingungen (z. B. pH-Wert) nicht optimal sind, bleibt ein Rest an Chrom(VI) zurück. - **Zersetzung von H₂O₂:** Wasserstoffperoxid kann sich auch selbst zersetzen, besonders bei höheren Temperaturen oder in Gegenwart von Katalysatoren, was die Reduktionseffizienz verringert. - **Kinetische Hemmungen:** Bei sehr niedrigen Konzentrationen von Chrom(VI) kann die Reaktion langsamer werden, aber sie kommt nicht zum Stillstand, weil ein Gleichgewicht erreicht wäre. Fazit: Ein echtes chemisches Gleichgewicht, das die Entchromung limitiert, stellt sich nicht ein. Die Reaktion kann aber praktisch unvollständig sein, wenn nicht genug Reduktionsmittel vorhanden ist oder die Bedingungen nicht stimmen. Ein vollständiger Umsatz ist durch Zugabe von ausreichend H₂O₂ und Kontrolle des pH-Werts erreichbar.

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Gegeben: - Ziel: 180 ml einer 9%igen Wasserstoffperoxid-Lösung - Ausgangsstoffe: 15%ige Wasserstoffperoxid-Lösung und Wasser (0%) - Gesucht: Wie viel ml 15%ige Lösung (nennen wir... [mehr]

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Gegeben: - Ziel: 180 ml einer 9%igen Wasserstoffperoxid-Lösung - Ausgangsstoffe: 15%ige Wasserstoffperoxid-Lösung und Wasser (0%) - Gesucht: Wie viel ml 15%ige Lösung (nennen wir sie **x**) und wie viel ml Wasser (**y**) werden benötigt? **1. Aufstellen der Gleichungen** Gesamtvolumen: \[ x + y = 180 \] Mengenbilanz des Wirkstoffs (H₂O₂): \[ 0{,}15x + 0 \cdot y = 0{,}09 \cdot 180 \] **2. Wirkstoffmenge berechnen** \[ 0{,}09 \cdot 180 = 16{,}2 \text{ ml H}_2\text{O}_2 \] **3. Gleichung für die 15%ige Lösung** \[ 0{,}15x = 16{,}2 \] \[ x = \frac{16{,}2}{0{,}15} = 108 \] **4. Wasser berechnen** \[ y = 180 - x = 180 - 108 = 72 \] --- **Antwort:** Du musst **108 ml** der 15%igen Wasserstoffperoxid-Lösung mit **72 ml** Wasser mischen, um **180 ml** einer 9%igen Lösung zu erhalten.