EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

6 Redox- Reaktion t2v6cq 6.1 Reduktion – Oxidation: Eine Elektronenübertragung 134 6.2 Aufstellen von Redox-Gleichungen 136 Exkurs: Eisen und Stahl 138 6.3 Die Spannungsreihe 140 6.4 Elektrochemie 142 6.5 Korrosion 146 6.6 Elektrolyse 148 6.7 Das Gesetz von Faraday 150 6.8 Die Anwendung der Elektrolyse 151 Exkurs: Aluminium 152 6.9 Elektrochemische Spannungsquellen 154 KM-6: Übertragung – Umgang mit Materie 133 133 Carl Wilhelm Scheele (1742–1786) Ende des 17. Jahrhunderts versuchte man zum ersten Mal eine Theorie zu entwickeln, die sowohl die Natur des Feu- ers als auch die dadurch verursachten stofflichen Verän- derungen erklären sollte. Der deutsche Alchimist Georg Ernst Stahl begründete die Phlogistontheorie. Phlogiston (griech. phlogistos verbrannt) sei eine Substanz, die beim Verbrennen entweiche. Die zurückbleibende Asche be- trachtete er als phlogistonfrei. Da man die gasförmigen Verbrennungsprodukte zu der Zeit noch nicht beachtete, schien die Theorie einleuchtend. Die Zunahme der Masse beim Verbrennen von Metallen erkannte man auch noch nicht, da Verdampfungsverluste übersehen wurden. Joseph Priestley (1733–1804) J. Priestley war häufig das Ziel von Karikaturisten. Georg Ernst Stahl (1659–1734) Metallen, die beim Verbrennen zu phlogistonfreien Sal- zen werden, kann das Phlogiston durch Erhitzen mit der besonders phlogistonreichen Kohle wieder zurückgege- ben werden. So erklärte man die Metallgewinnung aus den Erzen. Die Theorie war daher die erste Redoxtheorie, da sie sowohl die Verbrennung (Oxidation), als auch die Reduktion erklärt. Diese Theorie hielt sich bis Mitte des 18. Jahrhunderts. Selbst die Entdeckung des Sauerstoffs durch den Deutschen Carl Wil- helm Scheele 1771 und den Engländer Jo- seph Priestley 1774 brachten die Theorie nicht zu Fall. Luft sollte der Theorie nach nur eine bestimmte Menge Phlogiston auf- nehmen können. Sauerstoff (von Scheele Feuerluft genannt) hielt man für phlogis- tonfreie Luft, den Rest (heute Stickstoff) für phlogistongesättigt. Um dieselbe Zeit begann der Franzose Anto- ine Lavoisier mit genauen Experimenten zur Verbrennung. Er entdeckte das Kohlenstoffdi- oxid als gasförmiges Verbrennungsprodukt, er konnte die Gewichtszunahme von Phosphor nach der Verbrennung nachweisen und be- merkte den Verbrauch von Luft bei der Ver- brennung von Phosphor in abgeschlossenen Gefäßen. Daraus entwickelte er die Theorie der Verbrennung als Sauerstoffaufnahme. Erst nachdem genauere Erkenntnisse über den Atombau vorlagen, wurde die Theorie der Redoxreaktionen erweitert und Redoxreaktionen als Elektronenübertragung interpretiert. Durch diesen Ansatz konnten alle „klassischen“ Sauerstoff- übertragungsprozesse und die Phänomene der Elektrochemie in einer gemeinsamen, umfassenden Theorie zusammen- gefasst werden. Auch die Reduktion bei der Metallgewinnung konnte mit Hilfe von Sauerstoff erklärt werden, als Übergang von Sauer- stoff vom Metalloxid auf das Reduktionsmittel (damals meist Kohle). Daraus entstand die „klassische“ Redoxtheorie in der Chemie: Oxidation als Sauerstoffaufnahme, Reduktion als Sauerstoffentzug. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv