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12 Redoxreaktionen

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Chemie für Ingenieure
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12 RedoxreaktionenIn diesem Kapitel werden wir etwas ̈uber die Begriffe Redoxreaktion, Oxidation, Redukti-on, Oxidationszahl und Redoxgleichungen lernen. Redoxreaktionen lassen sich mit Hilfe vonElektronen ̈uberg ̈angen erkl ̈aren; hierbei werden Stoffe so miteinander zur Reaktion gebracht,dass ein Stoff Elektronen abgibt und ein anderer diese aufnimmt. Viele chemische Prozesse(s. Kap. 14) laufen mittels Redoxreaktionen ab.Die Oxidbildung eines Elements, die durchUmsetzung mit Sauerstoff durch Verbrennung durchgef ̈uhrt werden kann oder das Rosten einesEisennagels (s. Kap. 14.3) sind anschauliche Beispiele daf ̈ur.12.1 Oxidation und ReduktionDer BegriffRedoxreaktionbeinhaltet die BegriffeReduktionundOxidation.UnterOxidati-onversteht man die Abgabe von Elektronen und unterReduktiondie Aufnahme von Elektro-nen. Redoxreaktionen sind Reaktionen, in deren Verlauf Elektronen ausgetauscht werden. DemReduktionsmittel(Elektronendonator) werden dabei Elektronen entzogen, die demOxidati-onsmittel(Elektronenakzeptor) zugef ̈uhrt werden. Das Oxidationsmittel wird dabei reduziert(nimmt Elektronen auf) und das Reduktionsmittel oxidiert (gibt Elektronen ab). Da Elektronennicht frei existent sind, treten Oxidation und Reduktion immer gleichzeitig auf; d.h. wird einStoff reduziert, dann muss gleichzeitig ein anderer Stoff oxidiert werden. Bei diesem Prozessm ̈ussen sich die Reaktanden quasi ,,ber ̈uhren“, um den Elektronentransfer zu erm ̈oglichen.Beispiel:L ̈asst man elementares Chlor auf metallisches Natrium einwirken, so erh ̈alt man als Reaktions-produkt Natriumchlorid.Oxidationsmittel−→wird reduziert zu2Na+Cl22Na++2ClReduktionsmittel−→wird oxidiert zuElementares Chlor wirkt hier als Oxidationsmittel. Jedes neutrale Chloratom wird zu einemChloridanion reduziert. Die Natriumatome reagieren als Reduktionsmittel und werden zu Natri-umkationen oxidiert. Die Gesamtreaktion l ̈asst sich formal in die beiden Halbreaktionen (Oxi-dation und Reduktion) aufteilen.Hinreaktion:R ̈uckreaktion:OxidationReduktionReduktionOxidationNaeNa+und Cl2+2e2ClNa++eNa und 2Cl2eCl2

12 RedoxreaktionenIn diesem Kapitel werden wir etwas ̈uber die Begriffe Redoxreaktion, Oxidation, Redukti-on, Oxidationszahl und Redoxgleichungen lernen. Redoxreaktionen lassen sich mit Hilfe vonElektronen ̈uberg ̈angen erkl ̈aren; hierbei werden Stoffe so miteinander zur Reaktion gebracht,dass ein Stoff Elektronen abgibt und ein anderer diese aufnimmt. Viele chemische Prozesse(s. Kap. 14) laufen mittels Redoxreaktionen ab.Die Oxidbildung eines Elements, die durchUmsetzung mit Sauerstoff durch Verbrennung durchgef ̈uhrt werden kann oder das Rosten einesEisennagels (s. Kap. 14.3) sind anschauliche Beispiele daf ̈ur.12.1 Oxidation und ReduktionDer BegriffRedoxreaktionbeinhaltet die BegriffeReduktionundOxidation.UnterOxidati-onversteht man die Abgabe von Elektronen und unterReduktiondie Aufnahme von Elektro-nen. Redoxreaktionen sind Reaktionen, in deren Verlauf Elektronen ausgetauscht werden. DemReduktionsmittel(Elektronendonator) werden dabei Elektronen entzogen, die demOxidati-onsmittel(Elektronenakzeptor) zugef ̈uhrt werden. Das Oxidationsmittel wird dabei reduziert(nimmt Elektronen auf) und das Reduktionsmittel oxidiert (gibt Elektronen ab). Da Elektronennicht frei existent sind, treten Oxidation und Reduktion immer gleichzeitig auf; d.h. wird einStoff reduziert, dann muss gleichzeitig ein anderer Stoff oxidiert werden. Bei diesem Prozessm ̈ussen sich die Reaktanden quasi ,,ber ̈uhren“, um den Elektronentransfer zu erm ̈oglichen.Beispiel:L ̈asst man elementares Chlor auf metallisches Natrium einwirken, so erh ̈alt man als Reaktions-produkt Natriumchlorid.Oxidationsmittel−→wird reduziert zu2Na+Cl22Na++2ClReduktionsmittel−→wird oxidiert zuElementares Chlor wirkt hier als Oxidationsmittel. Jedes neutrale Chloratom wird zu einemChloridanion reduziert. Die Natriumatome reagieren als Reduktionsmittel und werden zu Natri-umkationen oxidiert. Die Gesamtreaktion l ̈asst sich formal in die beiden Halbreaktionen (Oxi-dation und Reduktion) aufteilen.Hinreaktion:R ̈uckreaktion:OxidationReduktionReduktionOxidationNaeNa+und Cl2+2e2ClNa++eNa und 2Cl2eCl2
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