Komproportionierung und Disproportionierung – Speziallfälle einer Redoxreaktion

In einem vorherigen Kapitel haben wir gesehen, dass während einer Redoxreaktion die Oxidationszahl von mind. einem Atom erhöht wird und von mind. einem Atom reduziert wird.

Nun gibt es Spezialfälle von Redoxreaktionen, nämlich die Komproportionierung und die Disproportionierung. Von einer Disproportionierung (oder Disproportionierungsreaktion) spricht man, wenn bei einer chemischen Reaktion die Atome (einer Atomsorte) mit mittlerer Oxidationsstufe in Atome mit einer niedrigeren und einer höheren übergehen. Den der Disproportionierung entgegengesetzten Vorgang bezeichnet man als Komproportionierung

Spezialfälle der Redoxreaktion

Bei einer typischen Redoxreaktion findet immer (gekoppelt) eine Oxidation und Reduktion statt, wobei es zur Elektronenübertragung zwischen mindestens zwei Stoffen. Dabei gibt (mindestens) ein Stoff Elektronen ab (wobei sich dessen Oxidationszahl erhöht) und mindestens ein Stoff, der Elektronen aufnimmt (wobei dessen Oxidationszahl erniedrigt wird).

Nun gibt es zwei Spezialfälle einer typischen Redoxreaktion:

• Zum einen Komproportionierung (auch als Synproportionierung bezeichnet) genannt. Hierbei reagiert eine (gleiche) Atomsorte mit je einer hohen und einer niedrigeren Oxidationszahl zu einem Produkt mit mittlerer Oxidationszahl. Bei einer Komproportionierung handelt es sich also um eine gleichzeitige Reduktion und Oxidation (eines Atoms) aus einer höheren und einer niedrigeren Oxidationsstufe, wobei sich eine dazwischen liegende Oxidationsstufe bildet.

Bekannte Komproportionierungen

Bekannte Komproportionierungen sind beispielsweise die Reaktion von Iodid mit Iodat, wobei Iodid durch Iodat zu Iod oxidiert wird und dabei das Iodat selbst zu Iodid reduziert wird. Oder die Entladung eines Bleiakkumulator (Autobatterie). Hierbei reagiert Blei und Blei(IV) oxid zu Bleisulfat (unter der Wirkung von Schwefelsäure)

1. IO₃^–   +    5I^–         +  6H₃O⁺   =>  3I₂        +  9H₂O                (Iod geht von Oxidationsstufen +IV (Iodat) und -I (Iodid)  auf 0 (Iod))
2. Pb      +   PbO₂     + H₂SO₄  =>  2PbSO₄ +  2H₂O                 (Blei geht von Oxidationstufen +IV und 0 auf +II)

• Die Disproportionierung ist auch ein Spezialfall einer Redoxreaktion und das Gegenteil einer Komproportionierung. Bei der Komproportionierung wird aus einer Atomsorte mit “mittlerer” Oxidationszahl zwei Reaktionsprodukte (jeweils mit der gleichen Atomsorte), wobei ein Atom eine höhere und das andere eine niedrigere Oxidationszahl hat.

Bekannte Disproportionierungsreaktionen sind beispielsweise die Aufladung eines Bleiakkumulators (Autobatterie). Hierbei reagiert Bleisulfat zu Blei(IV)oxid und Blei.

1. 2PbSO₄ +  2H₂O    => Pb      +   PbO₂     + H₂SO₄             (Blei geht von Oxidationstufe +II zu 0 und +IV)

Komproportionierung und Disproportionierung – Speziallfälle einer Redoxreaktion – Testfragen/-aufgaben

Komproportionierung und Disproportionierung sind Spezialfälle einer Redoxreaktion, bei denen entweder zwei verschiedene Oxidationsstufen eines Elements zu einer mittleren Oxidationsstufe (Komproportionierungsreaktion) oder ein Element seiner gemäßigten Oxidationsstufe zu einer höheren und einer niedrigeren Oxidationsstufe (Disproportionierungsreaktionen) umgewandelt wird.

1. Was versteht man unter einer Komproportionierungsreaktion?

Komproportionierung bezeichnet eine Redoxreaktion, bei der zwei verschiedene Oxidationsstufen eines Elements zu einer mittleren Oxidationsstufe kombiniert werden.

2. Geben Sie ein Beispiel für eine Komproportionierungsreaktion.

Ein Beispiel für eine Komproportionierung ist die Reaktion von Kaliumhexacyanidoferrat(II) mit Eisen(III)chlorid zu Kaliumhexacyanidoferrat(III):
2 FeCl3 + [Fe(CN)6]4- → 3 [Fe(CN)6]3-

3. Was versteht man unter einer Disproportionierungsreaktion?

Disproportionierung ist eine Redoxreaktion, bei der ein Element in derselben chemischen Reaktion sowohl oxidiert als auch reduziert wird, wobei es von einer gemäßigten Oxidationsstufe zu einer höheren und einer niedrigeren Oxidationsstufe wechselt.

4. Geben Sie ein Beispiel für eine Disproportionierungsreaktion.

Ein Beispiel für eine Disproportionierung ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid unter Bildung von Wasser und Sauerstoff: 2H2O2 → 2H2O + O2

5. Ist die Elektronenabgabe immer gleich der Elektronenaufnahme bei Redoxreaktionen?

Ja, bei Redoxreaktionen ist die Anzahl der abgegebenen Elektronen immer gleich der Anzahl der aufgenommenen Elektronen.

6. Wie wird die Oxidationszahl bei Redoxreaktionen verändert?

Bei einer Oxidationsreaktion erhöht sich die Oxidationszahl, während sie bei einer Reduktionsreaktion abnimmt.

7. Warum sind Disproportionierungen typisch für Elemente der Hauptgruppen?

Disproportionierungen sind typisch für Elemente der Hauptgruppen, da sie mehrere Oxidationsstufen aufweisen und daher zur gleichzeitigen Oxidation und Reduktion neigen.

8. Wie kann man testen, ob eine chemische Reaktion eine Disproportionierung ist?

Man kann dies testen, indem man überprüft, ob ein und dasselbe Element in der Reaktion sowohl oxidiert als auch reduziert wird.

9. Wie könnte man eine Komproportionierungsreaktion in der Praxis anwenden?

Komproportionierungsreaktionen sind nützlich in der Chemie und Materialwissenschaft, um neue Substanzen mit gewünschten Eigenschaften zu erzeugen.

10. Wie könnte man eine Disproportionierungsreaktion in der Praxis anwenden?

Disproportionierungsreaktionen sind in der chemischen Industrie weit verbreitet, zum Beispiel zur Herstellung von Bleichmitteln, Sauerstoff oder zur Entschwefelung von Brenngasen.