Chemie-Lexikon/Redoxreaktionen mit Elektronenübertragung

In der Mittelstufe werden die Begriffe Reduktion und Oxidation meist im Zusammenhang mit Verfahren zur Gewinnung von Metallen besprochen, wobei eine Übertragung von Sauerstoff stattfindet.

Wiederholung: Redoxreaktionen als Sauerstoffübertragungsreaktionen

In der Mittelstufe kommen Redoxreaktionen im Rahmen der Verfahren zur Gewinnung von Metallen zur Sprache. Typischerweise betrachtet man die Reduktion von Kupfererzen mit Hilfe von Kohle und den Hochofen-Prozess. Aber auch bei der Thermitreaktion handelt es sich um ein Redoxreaktion:

$Fe_2O_3 + 2 \ Al \longrightarrow Al_2O_3 + 2 \ Fe$

Hier findet zum einen die Oxidation von Aluminium statt, hin zu $Al_2O_3$. Zum anderen die Reduktion von $Fe_2O_3$ hin zu Eisen.

Beide Teil-Reaktionen haben eine Funktion in der Gesamtreaktion.

• Die Oxidation von Aluminium liefert die für die Reduktion benötigte Energie, denn Oxidationen sind immer exotherm und Reduktionen endotherm. Aluminium ist daher auch das Reduktionsmittel.
• Die Reduktion von $Fe_2O_3$ führt zur Freisetzung von Sauerstoff, was die Oxidation begünstigt und damit verstärkt. $Fe_2O_3$ wirkt damit als Oxidationsmittel.

Noch ein kompakt die Begriffe zusammengefasst:

DEFINITIONEN zu den Redoxreaktionen bei Sauerstoffbeteiligung

• Oxidation = Reaktion mit Aufnahme von Sauerstoff
• Reduktion = Reaktion mit Abgabe von Sauerstoff
• Oxidationsmittel = Stoff, der die Oxidation ermöglicht, indem er selber Reduziert wird.
• Reduktionsmittel = Stoff, der die Reduktion ermöglicht, indem er selber oxiddiert.

Redoxreaktionen ohne Sauerstoff

Betrachtet man Reaktionen an denen kein Sauerstoff beteiligt ist, dann kann man Gemeinsamkeiten zu den Reaktionen mit Sauerstoff erkennen.

Beispiel:

• 2 Cu + O_2 ⟶ 2 CuO
• Cu + S ⟶ CuS

In beiden Reaktionen geben die Kupferatome Elektronen ab und es entstehen Cu2

• $2 \;Cu + O_2 \longrightarrow 2 \; Cu ^{ 2 \oplus} + 2 \; O^{ 2 \ominus}$
• $Cu \; + \; S \longrightarrow Cu ^{ 2 \oplus} + O^{ 2 \ominus}$

ZUSAMMENFASSUNG Grundbegriffe zu Redoxreaktionen

• Oxidation = Sauerstoffaufnahme oder Elektronenabgabe
• Reduktion = Sauerstoffabgabe oder Elektronenaufnahme
• Reduktionsmittel = Stoff, der beim Reaktionspartner die Reduktion bewirkt, indem er ihm Elektronen abgibt
• Oxidationsmittel = Stoff, der beim Reaktionspartner die Oxidation bewirkt, indem er ihm Elektronen abnimmt

DEFINITION Oxidationszahl

Die Oxidationszahl ist eine gedachte Ladung eines Atoms innerhalb einer chemischen Verbindung oder eines mehratomigen Ions. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die Elektronegativität, bei anorganischen Verbindungen kann man sich auf einige Regeln zur Bestimmung konzentrieren.