EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

134 134 Definitionen 6.1 Reduktion – Oxidation: Eine Elektronenübertragung Der Begriff „ Redox-Reaktion “ ist eine Abkürzung für die Begriffe Reduktion und Oxidation. Ähnlich wie die Begriffe Säure und Base haben auch die Begriffe Reduktion und Oxidation im Laufe der Geschichte einen Bedeutungswandel durchgemacht. Heute versteht man unter Redoxreaktionen Reaktionen bei denen Elektronen von einem Stoff auf den anderen übertragen werden. Definitionen Unter Reduktion (Red) versteht man die Aufnahme von Elektronen. Die Bildung von Anionen aus einem Nichtmetallatom ist ein Beispiel für eine Reduktion. zB Red: Cl 2 + 2 e – → 2 Cl – Unter Oxidation (Ox) versteht man die Abgabe von Elektronen. Die Bildung von Metallkationen ist ein Beispiel für eine Oxidation. zB Ox: Na → Na + + 1 e – Reduktion und Oxidation sind immer gekoppelt , daher ergibt sich der Name Redox-Reaktion. Die Zahl der übertragenen Elektronen muss natürlich gleich sein – es können nie mehr Elektronen aufgenommen werden als abgegeben werden und umgekehrt. zB Red: Cl 2 + 2 e – → 2 Cl – Ox: Na → Na + + 1 e – / • 2 2 Na + Cl 2 → 2 Na + + 2 Cl – Die an der Redoxreaktion beteiligten Stoffe nennt man Reduktions- und Oxida- tionsmittel . (Der Begriff „Mittel“ zeigt, dass mit diesem Stoff die angegebene Reaktion ausgelöst wird.) Ein Reduktionsmittel ( RM ) ist ein Stoff der Elektronen abgibt (Elektronenspen- der). Er bewirkt die Reduktion und wird selbst oxidiert. Reduktionsmittel sind zB Metalle. Ein Oxidationsmittel ( OM ) ist ein Stoff der Elektronen aufnimmt (Elektronen- empfänger). Er bewirkt die Oxidation und wird selbst reduziert. Oxidationsmit- tel sind zB Nichtmetalle. Aus einem Reduktionsmittel entsteht durch Elektronenabgabe ein Oxidations- mittel und aus einem Oxidationsmittel ein Reduktionsmittel. Man spricht auch hier von konjugierten Paaren. OM 1 + RM 2 RM 1 + OM 2 Zum Unterschied zur Säure-Base-Reaktion, bei der sich Säure und konjugierte Base durch ein Proton unterscheiden, ist der Unterschied in der Elektronenzahl bei konjugierten Redox-Paaren von Paar zu Paar verschieden. Man muss durch stöchiometrisches Abgleichen die Anzahl der Partner so wählen, dass die Elektronen komplett vom Reduktionsmittel auf das Oxidati- onsmittel übertragen werden. Es ist daher üblich, Redoxreaktionen über Halbreaktionen (= nur Oxidation und Reduktion) zur formulieren. Durch erweitern der Gleichungen auf gleiche Elektronenzahl ergibt sich automatisch eine stöchiometrisch richtige Redox- gleichung. Beispiel Aluminium reagiert mit Chlor zu Aluminiumchlorid Red: Cl 2 + 2 e – → 2 Cl – / • 3 Ox: Al → Al 3+ + 3 e – / • 2 OM 1 RM 1 RM 2 OM 2 2 Al + 3 Cl 2 → 2 Al 3+ + 6 Cl – ……… > 2 AlCl 3 Abb. 134–1: Der Verlauf einer Redox-Reaktion Reduktion Oxidation CuO + Fe Cu + FeO Sauerstoffabgabe Sauerstoffaufnahme Reduktion Oxidation Cu 2+ + Fe Cu + Fe 2+ Elektronenaufnahme Elektronenabgabe Definitionen abgeleitet aus Überlegungen von Antoine Lavoisier Eine Reduktion ist eine Abgabe von Sauerstoff. Eine Oxidation ist eine Aufnahme von Sauerstoff. Heutige Definitionen etablieren sich seit der Vorstellung des Bohr´schen Atommodells Eine Reduktion ist eine Aufnahme von Elektronen. Eine Oxidation ist eine Abgabe von Elektronen. Cu 2+ + Fe Cu + Fe 2+ Elektronenaufnahme OM 1 RM 1 Elektronenabgabe Elektronenaufnahme Elektronenabgabe OM 2 RM 2 Ein Oxidationsmittel (OM) ist ein Elektronen- akzeptor. Bei der Reaktion wird es selbst zum Reduktionsmittel (für die Rückreaktion). Ein Reduktionsmittel (RM) ist ein Elektronen- donator. Bei der Reaktion wird es selbst zum Oxidationsmittel (für die Rückreaktion). Üb Übung 134.1 Stelle Oxidations- und Reduktionsmittel für Hin- und Rückreaktion folgender Beispiele fest: Mg + Br 2 MgBr 2 2 FeCl 2 + SnCl 4 2 FeCl 3 + SnCl 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv