Was ist eine Verdrängungsreaktion?
Bei einer Verdrängungsreaktion verdrängt ein Element ein anderes Element aus einer Verbindung und nimmt seinen Platz ein. Die allgemeine Form ist AB + C → A + CB. Wenn du zum Beispiel einen Eisennagel in blaue Kupfer(II)-sulfat-Lösung legst, überzieht er sich mit rötlichem Kupfer: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
Ob die Reaktion abläuft, kannst du anhand der Reaktivität vorhersagen. Der Simulator zeigt die folgenden zwei Reihen immer auf dem Bildschirm.
| Reihe | Von der höchsten zur niedrigsten Reaktivität |
|---|---|
| Metalle | K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H2), Cu, Ag, Au |
| Halogene | F2, Cl2, Br2, I2 |
Vier Regeln für Verdrängungsreaktionen
- Metall und Salz. Ein Metall, das in der Reihe weiter oben steht, verdrängt ein weiter unten stehendes Metall aus seiner Salzlösung: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu. Umgekehrt geht es nicht: Kupfer kann Zink nicht verdrängen.
- Metall und Säure. Ein Metall, das über Wasserstoff steht, verdrängt Wasserstoff aus einer Säure: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. Kupfer, Silber und Gold gehen diese Reaktion nicht ein. Salpetersäure folgt dieser Regel nicht: Sie setzt bei der Reaktion mit Metallen keinen Wasserstoff frei.
- Metall und Wasser. Kalium, Natrium und Calcium reagieren mit kaltem Wasser, Magnesium reagiert mit heißem Wasser. Dabei wird Wasserstoff frei.
- Halogen und Salz. Ein reaktiveres Halogen verdrängt ein weniger reaktives aus seinem Salz: Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2.
Teste die Redoxreihe in der App Nalukh chem
Wähle ein Element und eine Verbindung und prüfe, ob die Reaktion abläuft. Dieser Simulator gehört zum Vollzugriff. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung nutzbar.
Wie benutzt du den Simulator?
- Wähle oben den Modus Metalle oder Halogen.
- Tippe links im Feld Redoxreihe der Metalle auf ein Element. In der Mitte der Metallreihe ist die Wasserstofflinie markiert.
- Tippe oben rechts auf eine Verbindung. Der Modus Metalle hat zwei Säuren, Wasser und sechs Salze, der Modus Halogen hat vier Salze.
- Lies das Ergebnis oben auf der Karte: ✓ Reaktion findet statt oder ✕ Keine Reaktion.
- Wenn die Reaktion abläuft, erscheinen die Wortgleichung und die Reaktionsgleichung (ausgeglichen). Darunter stehen die Begründung und die Regel.
Aufgaben für den Simulator
- Sieh dir die Reaktion von Zink mit Kupfer(II)-sulfat an und wähle dann Kupfer und Zinksulfat. Eine Reaktion läuft ab, die andere nicht. Erkläre mit der Reihe, warum.
- Wähle Salzsäure und tippe die Metalle von oben nach unten an. Ab Kupfer läuft keine Reaktion mehr ab: Das ist die Wasserstofflinie.
- Wähle Wasser und vergleiche Kalium, Magnesium und Kupfer. Finde den Unterschied in den Erklärungen.
- Wähle im Modus Halogen Natriumfluorid und teste die vier Halogene. Es läuft keine Reaktion ab, denn kein Halogen kann Fluor verdrängen.
Was im echten Versuch anders ist als im Simulator
Der Simulator urteilt nur nach der Position in der Reihe. Beachte beim echten Versuch Folgendes.
- In wässriger Lösung reagieren Kalium, Natrium und Calcium zuerst mit Wasser. Gibst du sie in Kupfer(II)-sulfat-Lösung, entsteht deshalb kein Kupfer, sondern ein hellblauer Niederschlag von Cu(OH)2.
- In Lösung reagiert Fluor zuerst mit Wasser, deshalb testet man in der Schule mit Chlor, Brom und Iod. Chlorwasser färbt Kaliumbromidlösung orange und Kaliumiodidlösung bräunlich gelb.
- Auf der Oberfläche von Blei bildet sich ein unlösliches Salz, das seine Reaktion mit Säuren verlangsamt.
