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Anorganische Chemie - Oxidation und Reduktion, Oxidations- und Reduktionsmittel

Kursangebot | Anorganische Chemie | Oxidation und Reduktion, Oxidations- und Reduktionsmittel

Anorganische Chemie

Oxidation und Reduktion, Oxidations- und Reduktionsmittel

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Die Oxidation und die Reduktion beinhalten immer einen Elektronentransfer. Die Definition beider Begriffe erfolgt daher immer mit Hilfe des Elementarteilchens Elektron $ e^- $. 

Reduktion

Merke

Hier klicken zum AusklappenUnter der Reduktion versteht man die Aufnahme von Elektronen $ e^- $ bei gleichzeitiger Erniedrigung der Oxidationszahl $ \downarrow $. 
Oxidation

Merke

Hier klicken zum AusklappenUnter der Oxidation versteht man hingegen die Abgabe von Elektronen $ e^- $ bei gleichzeitiger Erhöhung der Oxidationszahl $\uparrow $.

Dabei sollten Sie sich merken, dass eine Oxidation nur dann abläuft wenn parallel dazu eine Reduktion stattfindet. Denn damit eine Oxidation stattfinden kann, müssen die abgegebenen Elektronen direkt wieder in einer Reduktion aufgenommen werden.
Selbst wenn man die beiden Prozesse räumlich voneinander trennt, so muss zwischen beiden ein Kontakt bestehen, der einen Elektronentransfer erlaubt.

Fassen wir nun kurz zusammen:

  1. Redoxreaktionen sind Elektronentransfer-Reaktionen.
  2. Oxidation und Reduktion müssen gekoppelt ablaufen um zu funktionieren.  

Anschauungsbeispiel: Natriumchlorid

Beispiel

Hier klicken zum AusklappenNatriumchlorid $ NaCl $, besser bekannt als Kochsalz, ist in der nachfolgenden Reaktiongleichung dargestellt:
Natriumchlorid
Natriumchlorid

 Bei der Reaktion handelt es sich um  einen Redoxprozess. An der einen Stelle findet eine Oxidation statt und an einer anderen Stelle eine Reduktion. 

Oxidation von Natrium:

Natrium als Alkalimetall gehört zu den Elementen, die auf ihrer äußersten Schale ein Elektron besitzen und daher sehr reaktiv sind. Durch die Abgabe eines Elektron kann Natrium die Edelgaskonfiguration erreichen und wir wissen daher schon wo die Oxidation stattfindet. Die Natriumatome oxidieren und liefern zwei Natriumionen sowie zwei Elektronen. 

Oxidation von Natrium
Oxidation von Natrium
Reduktion von Chlor

Chlor gehört zur Gruppe der Halogene, welche ebenfalls für ihre hohe Reaktivität bekannt sind. Es besitzt sieben Elektronen auf seiner äußeren Schale und muss zur Erreichung der Edelgaskonfiguration ein Elektron aufnehmen. In unserem Fall nimmt das Chlormolekül die beiden von Natrium abgegebenen Elektronen auf. Es entstehen dabei zwei Chloridionen.  

Reduktion von Chlor
Reduktion von Chlor

Merke

Hier klicken zum AusklappenAlle abgegebenen Elektronen müssen auch wieder aufgenommen werden, dh. es kann keine frei diffundierenden Elektronen im Reaktionsmedium geben. 

Versuchsvideo: Reduktion von Kupferoxid

Video: Oxidation und Reduktion, Oxidations- und Reduktionsmittel

Das Kupferdrahtnetz wurde vor Versuchsbeginn in der oxidierenden Flamme eines Bunsenbrenners mit einer dünnen Kupferoxidschicht überzogen. Durch das Glasrohr wird während des Versuchs Wasserstoff geleitet und das Drahtnetz erhitzt, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Am Verschwinden der Oxidschicht ist sehr gut erkennbar, dass elementarer Wasserstoff reduzierende Eigenschaften besitzt.

Oxidationmittel und Reduktionsmittel

In jeder Redoxgleichung stellt eine Verbindung das Oxidationmittel dar und die andere Verbindung das Reduktionsmittel. Ein Oxidationsmittel ist eine Verbindung, die durch eine Elektronenaufnahme die Oxidation der anderen Verbindung erzwingt und dabei selbst reduziert wird. Ein Reduktionsmittel ist eine Verbindung, welche durch Elektronenabgabe eine Reduktion einer anderen Verbindung erzwingt und dabei selbst oxidiert wird. 

In unserem Fall:    

  • Natriumatome = Reduktionsmittel
  • Chlormolekül = Oxidationsmittel

Die Bildung von Natriumchlorid zählt zu den äußerst einfachen Redoxgleichungen. Bei sehr vielen anderen Redoxgleichungen lassen sich der Ort von Oxidation und Reduktion nicht so einfach bestimmt. Aus diesem Grund hat man eine Hilfsgröße eingeführt, die eine Bestimmung der Teilreaktionen (Oxidation/Reduktion) erlaubt, die Oxidationszahl.

Im kommenden Kurstext werden wir Ihnen zeigen, was es mit der Oxidationszahl auf sich hat.