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Aufstellung von Redoxgleichungen am Beispiel der Reaktion von Kaliumpermanganat mit Glycerin

Zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen für komplizierte Redoxreaktionen ist es sehr hilfreich die Elektronenübergnge zu betrachten. Dazu stellt man als erstes die Reaktionsgleichung ohne Umsatzfaktoren auf und schreibt alle Oxidationszahlen über jedes Elementsymbol. Hier wird das am Beispiel der Reaktion von Kaliumpermanganat und Glycerin demonstriert:

\overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{\pm 0}{C} \overset{+ I}{H} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + \overset{+ I}{K} \overset{+ VII}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{4} \to \overset{+ IV}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{2} + \overset{+ IV}{C} {\overset{- II}{O}}_{2} + \overset{+ I}{K} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O}

Nun wird festgestellt, bei welchen Elementen sich die Oxidationszahlen ändern. Anschließend werden die Elektronen gezählt die insgesamt übertragen werden:

Oxidation:

\overset{- I}{2C} \to \overset{+ IV}{2C} + 10 e^{-}

und

\overset{\pm 0}{C} \to \overset{+ IV}{2C} + 4 e^{-}

14 Elektronen.

Reduktion:

{\overset{+ VII}{Mn}}^{7 +} + 3 e^{-} \to {\overset{+ IV}{Mn}}^{4 +}

3 Elektronen.

Jetzt wird das KgV bestimmt und durch Erweiterung die Umsatzfaktoren für die Stoffe in die RG eingetragen, in denen die oxidierten und reduzierten Elemente vorkommen:
Das KgV ist 32, d.h. Glycerin muss mit 3 und Kaliumpermanganat mit 14 erweitert werden.

3 \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{\pm 0}{C} \overset{+ I}{H} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + 14 \overset{+ I}{K} \overset{+ VII}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{4} \to \overset{+ IV}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{2} + \overset{+ IV}{C} {\overset{- II}{O}}_{2} + \overset{+ I}{K} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O}

Im Nächsten Schritt werden Mangan und Kalium ausgeglichen:

3 \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{\pm 0}{C} \overset{+ I}{H} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + 14 \overset{+ I}{K} \overset{+ VII}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{4} \to 14 \overset{+ IV}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{2} + \overset{+ IV}{C} {\overset{- II}{O}}_{2} + 14 \overset{+ I}{K} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O}

Im folgenden Schritt werden Kohlenstoff und Wasserstoff ausgeglichen:

3 \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{\pm 0}{C} \overset{+ I}{H} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + 14 \overset{+ I}{K} \overset{+ VII}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{4} \to 14 \overset{+ IV}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{2} + 9 \overset{+ IV}{C} {\overset{- II}{O}}_{2} + 14 \overset{+ I}{K} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + 5 {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O}

Hiermit ist man eigentlich fertig aber bei dieser Reaktion findet gleich noch ein weiterer Schritt statt. Das entstehende Kaliumhydroxid reagiert mit einem Teil des Kohlenstoffdioxids zu Kaliumcrbonat weiter:

7 \overset{+ IV}{C} {\overset{- II}{O}}_{2} + 14 \overset{+ I}{K} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} \to 7 {\overset{+ I}{K}}_{2} \overset{+ IV}{C} {\overset{- II}{O}}_{3} + 7 {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O}

Damit erhält man dann folgende Reaktionsgleichung für die Gesamtreaktion:

3 \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{\pm 0}{C} \overset{+ I}{H} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} - \overset{- I}{C} {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O} \overset{+ I}{H} + 14 \overset{+ I}{K} \overset{+ VII}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{4} \to 14 \overset{+ IV}{Mn} {\overset{- II}{O}}_{2} + 2 \overset{+ IV}{C} {\overset{- II}{O}}_{2} + 7 {\overset{+ I}{K}}_{2} \overset{+ IV}{C} {\overset{- \overset{+ I}{II}}{O}}_{3} + 12 {\overset{+ I}{H}}_{2} \overset{- II}{O}

Außerdem wandelt sich Braunstein (Mangandioxid) bei hohen Temperaturen in Dimangantrioxid um, sodass man die Reaktion auch alternativ so beschreiben kann:

4 C_{3} H_{8} {(OH)}_{3} + 14 {KMnO}_{4} \to 7 {Mn}_{2} O_{3} + 7 K_{2} {CO}_{3} + 5 {CO}_{2} + 16 H_{2} O

Hier mit der Summenformel von Glycerin.

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