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Redoxreaktion

Definition

• Oxidation:   ist die Teilreaktion mit Elektronenabgabe und Erhöhung der Oxidationszahl.
• Reduktion:   ist die Teilreaktion mit Elektronenaufnahme und Abnahme der Oxidationszahl.

Oxidationsmittel:

ist derjenige Ausgangsstoff der reduziert wird, der Elektronen aufnimmt dessen Oxidationszahl kleiner wird.

Reduktionsmittel:

ist derjenige Ausgangsstoff der oxidiert wird, der Elektronen abgibt dessen Oxidationszahl größer wird.

Beispielreaktionen für eine Redoxreaktion:

Zn Zn²⁺ + 2e^-   Oxidation
2 H⁺ + 2e^- H₂   Reduktion

korrespondierende Redoxpaare:

Zn / Zn²⁺
H₂ / H⁺

man unterscheidet:

• starke Oxidationsmittel: hohes bestreben Elektronen aufzunehmen
• schwache Oxidationsmittel: schwaches bestreben Elektronen aufzunehmen
• starke Reduktionsmittel: hohes bestreben Elektronen abzugeben
• schwache Reduktionsmittel: geringes bestreben Elektronen abzugeben

Beispiel:

• starke Reduktionsmittel:
  • Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe
• starke Oxidationsmittel:
  • Elemente der sechsten und siebenten Hauptgruppe
  • Wasserstoffperoxid (H₂O₂)
  • konzentrierte Schwefelsäure (H₂SO₄)
  • Perchlorsäure (HClO₄)
  • Kaliumpermanganat (KMnO₄)

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Redoxamphoter:

sind Stoffe, die je nach Reaktionspartner Oxidationsmittel oder Reduktionsmittel sein können

Beispiel:

Wasserstoffperoxid (H₂O₂)

Oxidationswirkung (Elektronenaufnahme)

-1                   -2
H2O2 + 2 H+ + 2e- → 2 H2O
                niedrigere Stufe

Die 2 Elektronen können z.B. vom Iodid (2 I ^-) kommen.

Reduktionswirkung (Elektronenabgabe)

  -1   ±0
H2O2 → O2 + 2H+ + 2e-
     höhere Oxidationsstufe

Die 2 Elektronen können z.B. vom Permanganat aufgenommen werden.

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Redoxpotiential

Gibt die Kraft/Spannung an, mit der ein Elektron übertragen wird.

• messbar in Volt
• beruht auf Ionisierungsenergie und Elektronenaffinität

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Oxidationszahlen

Oxidationszahl

ist die Angabe, welche Ionenladung ein Teilchen in einer Verbindung hätte, wenn die Verbindung aus einfachen Ionen aufgebaut wäre.
Ist die gedachte oder tatsächliche Ladung eines Teilchens einer Substanz.

Die Oxidationszahl ist gleichzusetzen mit der Ladung des Teilchens
z.B. bei dem Soff MgO hat das Magnesium-Ion die Oxidationszahl +2 und der Sauerstoff -2

Für Oxidationszahlen gibt es folgende Regeln

es gilt für	die Festlegung	Beispiel
Atome in Einelementverbindungen im Elementaren Zustand	Oxidationszahl= ± 0	± 0   ± 0 Cu,     Cl2
Atome in Mehrelementverbindungen
Metallatome	Oxidationszahl = stöchiometrische Wertigkeit	+2  -2 Cu O
Wasserstoffatome	Oxidationszahl meist = +1	+1 -2 H2 O
Sauerstoffatome	Oxidationszahl meist = -2
Einfache Ionen	Oxidationszahl = Ladung des Ions	+1     -1 Na+;  Br-
Zusammengesetzte Ionen	Summe aller Oxidationszahl = Ladung des Ions	-3 (4×)+1 N    H4+
Moleküle	Summe aller Oxidationszahlen = ± 0	+4  (2×)-2 C    O2
Elektrisch neutrale Atomgruppen in Molekülen organischer Verbindungen	Summe aller Oxidationszahlen = ± 0	-3  (3×)+1 C    H3

Beispiele für das Setzen von Oxidationszahlen:

CO32-	das Sauerstoff-Ion ist laut Regel -2. Also lässt sich ausrechnen, dass das Kohlenstoff-Ion +4 ist, weil das Ion (CO32-) die Oxidationszahl -2 haben muss
H3PO4	Als erstes immer die Oxidationszahlen von den Teilchen bestimmen, die laut Regel festgelegt sind. In diesem Fall der Sauerstoff, er bekommt -2 und der Wasserstoff er bekommt +1. Somit bleibt für das Phosphor-Ion +5 übrig, da die Verbindung insgesamt neutral ist, also ±0 als Summe aller Oxidationszahlen erscheinen muss

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Passivierung:

Passivierung bedeutet die Ausbildung einer schwerlöslichen Schutzschicht aus Hydroxiden oder anderen Salzen. Damit wird verhindert, dass Metalle welche mit Wasser zusammenkommen sich auflösen. Dies geschieht z.B. bei Zinkgießkannen es bildet sich eine matte Schicht aus Zinkhydroxid welches schwer löslich ist in Wasser und somit ist das darrunterliegende Zink vor dem Wasser geschützt.

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Synproportionierung:

Redoxreaktion bei der ein Stoff von einer Höheren und einer Niedrigeren Oxidationsstufe in eine mittlere übergeht.

Ich hab nur die Oxidationszahlen geschrieben die wichtig sind zum verstehen!

 +2     +5             +4
2 NO + 4 NO3- + 4 H+ → 3N2O4 + 2 H2O

+5        -1            ±0
 I O3- + 5 I- + 6 H+ → 3 I2 + 3 H2O

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Disproportionierung:

Redoxreaktion, bei der sich ein Stoff mit einer mittleren Oxidationsstufe teilt auf einen Teil mit höherer Oxidationsstufe und einem Teil mit niedrigerer Oxidationsstufe. Dabei wird ein Teil des Stoffes reduziert und der andere Teil oxidiert.

Ich habe nur die Oxidationszahlen geschrieben die wichtig sind zum verstehen!

±0            -1    +1
Cl2 + 2 OH- → Cl- + Cl O- + H2O

  +5         +7       -1
4 Cl O3- → 3 Cl O4- + Cl-

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