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Redoxreaktionen S1 einfach

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Reaktion von Natrium mit Chlor

Bei der Bildung von Natriumchlorid (NaCl) hatten wir gesehen, dass das Natrium-Atom ein Außenelektron abgibt, während das Chlor-Atom ein Elektron aufnimmt:

Eine solche Elektronenübertragungs-Reaktion wird auch als Redoxreaktion bezeichnet.

Redoxreaktion = chemische Reaktion, bei der Elektronen von einem Elektronen-Donator auf einen Elektronen-Akzeptor übertragen werden.

Unter dem Begriff Oxidation hat man in der Klasse 7 noch die Aufnahme von Sauerstoff verstanden. Wenn also beispielsweise Magnesium verbrannt wird und als Reaktionsprodukt Magnesiumoxid MgO entsteht, handelt es sich um eine klassische Oxidation. Um Vorgänge wie die Bildung von Kochsalz besser zu verstehen, hat man den Oxidations-Begriff erweitert:

Oxidation = Abgabe von Elektronen.

Daher kann man sagen, dass das Natrium bei der Reaktion mit Chlor oxidiert wird. Entsprechend hat man auch den Begriff der Reduktion erweitert. Während man in der 7. Klasse darunter die Abgabe von Sauerstoff verstand, definieren wir den Begriff jetzt wie folgt:

Reduktion = Aufnahme von Elektronen.

Das Chlor wird bei der NaCl-Herstellung also reduziert.

Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff

Auch die "klassische" Oxidation von Magnesium kann mit dem neuen Oxidations-/Reduktionsbegriff erklärt werden. Betrachten wir dazu folgendes Schema:

Redoxreaktion zwischen Mg und O2 in drei Schritten

Die erste Reaktionsgleichung zeigt die Oxidation der Magnesium-Atome. Jedes Mg-Atom gibt zwei Elektronen ab. Die zweite Reaktionsgleichung zeigt die Reduktion von Sauerstoff. Für ein Sauerstoff-Molekül werden insgesamt vier Elektronen benötigt.

Wenn man die beiden Teilschritte der Redoxreaktion, die Oxidation des Magnesiums und die Reduktion des Sauerstoffs, zusammenfassen will, so muss man dafür sorgen, dass die Anzahl der Elektronen in den beiden Gleichungen übereinsimmt. Die Oxidation setzt zwei Elektronen frei, in der Reduktion werden aber vier benötigt. Also muss man die obere Gleichung mit dem Faktor 2 multiplizieren. Bei der Gesamtreaktion, der Redoxreaktion, reagieren also zwei Mg-Atome mit einem O2-Molekül zu zwei Magnesium-Ionen und zwei Oxid-Ionen.

Reaktion von Magnesium mit Stickstoff

Wenn man Magnesium in einer Stickstoff-Atmosphäre verbrennt, entsteht das grau-grüne Salze Magnesiumnitrid.

Redoxreaktion von Magnesium mit Stickstoff in drei Schritten

Die obere Gleichung muss mit dem Faktor 3 multipliziert werden, damit insgesamt die sechs Elektronen freigesetzt werden, die für die untere Gleichung benötigt werden. Dann kann man beide Gleichungen addieren und erhält die Gesamtreaktion. Die gasförmigen Ionen vereinigen sich dann zum festen Magnesiumnitrid Mg3N2.

Reaktion von Eisen mit Chlor

Zündet man Eisenwolle an und gibt sie in einen mit Chlorgas gefüllten Standzylinder, setzt eine heftige Reaktion ein, bei der sich Eisenchlorid bildet.

Redoxreaktion von Eisen mit Chlor in drei Schritten

Die obere Gleichung muss mit dem Faktor 2 multipliziert werden, die zweite Gleichung mit dem Faktor 3; dann enthält jede Gleichung genau sechs Elektronen. Die gasförmigen Ionen vereinigen sich dann zum festen Eisen(III)chlorid FeCl3.

Oxidationen als Elektronenübertragungs-
Reaktionen

Salzbildungsreaktionen und viele andere chemische Reaktionen sind mit der Übertragung von Elektronen verbunden. Die Elektronen werden von einem Elektronen-Donator auf einen Elektronen-Akzeptor übertragen. Die Abgabe der Elektronen wird dabei als Oxidation bezeichnet, die Aufnahme der Elektronen als Reduktion. Die Übertragung der Elektronen wird als Redoxreaktion bezeichnet. Redoxreaktionen gehorchen dem allgemeinen Donator-Akzeptor-Prinzip.

Fassen wir am Ende noch einmal den neuen Redoxbegriff zusammen:

Oxidation = Abgabe von Elektronen
Reduktion = Aufnahme von Elektronen
Redoxreaktion = Übertragung von Elektronen von einem Elektronen-Donator auf einen Elektronen-Akzeptor.