Eine Redoxreaktion ist eine sehr wichtige chemische Reaktion. Wie genau sie abläuft, erklären wir dir hier oder im kurzen Video mit vielen Beispielen.
Bei der Verbrennung von Holz, beim Rosten von Eisen oder bei Stoffwechselvorgängen in deinem Körper — überall begegnest du Redoxreaktionen. Aber was ist eine Redoxreaktion?
Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der eine Elektronenübertragung stattfindet. Hierbei sind zwei Reaktionspartner beteiligt: Einer gibt die Elektronen ab, der zweite Partner nimmt sie auf.
Die Elektronenabgabe nennst du Oxidation, die Elektronenaufnahme Reduktion. Eine Redoxreaktion besteht also aus zwei Teilreaktionen, die immer gemeinsam ablaufen.
Eine Redoxreaktion (eigentlich: Reduktions-Oxidations-Reaktion) ist eine chemische Reaktion, bei der ein Reaktionspartner Elektronen auf einen anderen überträgt. Die Elektronenabgabe ist die Oxidation, die Elektronenaufnahme die Reduktion.
Die Redoxreaktion besteht aus den beiden Teilreaktionen, der Oxidation und der Reduktion.
In der Chemie kannst du eine Redoxreaktion von Stoff A und Stoff B nach folgendem Reaktionsschema formulieren:
Oxidation: A → A+ + e–
Stoff A gibt hier ein Elektron (e–) ab. Er wird dabei oxidiert und reduziert damit Stoff B.
Reduktion: B + e– → B–
Stoff B nimmt das Elektron (e–) auf. Er wird dabei reduziert und oxidiert Stoff A.
Zusammengefasst siehst du hier die Gesamtgleichung beider Teilreaktionen:
Redoxreaktion: A + B → A++ B–
Du tauchst einen Zinkstab (Zn) in eine Lösung mit Kupfer-(II)-ionen (Cu2+). Dabei findet eine Redoxreaktion statt, die du so formulieren kannst:
Oxidation: Zn → Zn2+ + 2 e–
Reduktion: Cu2++ 2e– → Cu
Redoxreaktion: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
Heutzutage definierst du eine Oxidation als Elektronenabgabe eines Stoffes.
Oxidation: A → A+ + e–
Beispiel: Zn → Zn2+ + 2 e–
Das war nicht immer so, denn früher gab es unterschiedliche Definitionen:
Beachte: Bei allen Definitionen findet trotzdem eine Abgabe von Elektronen statt.
In unserem extra Video zur Oxidation erklären wir dir das noch ausführlicher mit weiteren Beispielen. Schau gerne vorbei!
Damit eine Oxidation stattfinden kann, benötigt es einen ‚Vermittler‘. Du nennst ihn Oxidationsmittel oder Elektronenakzeptor. Er entzieht dem Stoff, der oxidiert wird, Elektronen.
Das bekannteste Oxidationsmittel ist wahrscheinlich Sauerstoff. Ob bei einer Verbrennungsreaktion von kohlenstoffhaltigem Material wie Kohle, bei der Zellatmung in deinem Körper oder der Bildung von Oxiden — überall ist Sauerstoff als Oxidationsmittel beteiligt.
Neben Sauerstoff gibt es noch weitere gute Oxidationsmittel, wie:
Um bei einer Redoxreaktion besser zu erkennen, welche Teilreaktionen ablaufen, schaust du dir am besten die Oxidationszahl der jeweiligen Stoffe an. Darunter verstehst du sozusagen die formale Ladung eines Teilchens.
Hier gilt:
Am besten merkst du dir drei wichtige Regeln:
Für noch mehr Regeln und Übungen zum Bestimmen von Oxidationszahlen, schau doch einmal hier vorbei.
Die Reduktion (lat: reduction = Zurückführung) ist in der Chemie die Elektronenaufnahme eines Stoffes.
Reduktion: B + e– → B–
Beispiel: Cu2++ 2e– → Cu
Auch der Begriff wurde früher anders definiert:
Beachte: Bei allen Definitionen findet trotzdem eine Aufnahme von Elektronen statt.
Für noch mehr Beispiele zur Reduktion schaue gerne bei unserem extra Beitrag dazu vorbei!
Auch eine Reduktion benötigt einen ‚Vermittler‘ — das sogenannte Reduktionsmittel oder auch Elektronendonator. Darunter verstehst du einen Stoff, der einem anderen Stoff Elektronen bereitstellt. Dadurch reduziert er ihn, er selbst wird oxidiert.
Gute Reduktionsmittel sind beispielsweise:
Früher wurden Redoxreaktionen als eine Übertragung von Sauerstoff definiert:
Beispiel:
+II -II 0 0 +I -II
CuO + H2 → Cu + H2O
Kupferoxid + Wasserstoff → Kupfer + Wasser
Den Reaktionspartner, der den Sauerstoff abgibt, nennst du Oxidationsmittel (hier: Kupferoxid CuO). Den Reaktionspartner, der den Sauerstoff aufnimmt, bezeichnest du als Reduktionsmittel (hier: Wasserstoff H2).
Heute sind Redoxreaktionen etwas umfassender definiert — und zwar als Elektronenübertragungsreaktionen. Das bedeutet, dass dabei nicht Sauerstoff, sondern Elektronen übertragen werden. Bei einem Elektronenübergang laufen immer eine Elektronenabgabe (Oxidation) und eine Elektronenaufnahme (Reduktion) gemeinsam ab. Redoxreaktionen finden also nicht zwingend unter Beteiligung von Sauerstoff statt.
Beispiel:
0 0 +II -I
Mg + Cl2 → MgCl2
Magnesium + Chlorgas → Magnesiumchlorid
Oxidation: Mg → Mg2+ + 2e–
Reduktion: Cl2 + 2e– → 2 Cl–
Redoxreaktionen begegnen dir überall, ob in deinem Stoffwechsel oder in der Technik, wie beispielsweise in deinem Handy. Hier haben wir ein paar bekannte Beispiele von Redoxreaktionen für dich zusammengetragen:
Zellatmung und Photosynthese:
In deinen Zellen wird bei der Zellatmung Energie gewonnen. Hierbei wird Glucose (Traubenzucker) zu Kohlenstoffdioxid oxidiert und Sauerstoff zu Wasser reduziert. Die Summenformel lautet:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
Bei der Photosynthese in Pflanzen findet genau der umgekehrte Vorgang unter Zufuhr von Lichtenergie statt.
Galvanisches Element und Elektrolyse:
Auch in einem galvanischen Element und einer Elektrolyse laufen Redoxreaktionen ab.
In unserer Übersicht haben wir dir alle wichtigen Informationen zur Redoxreaktion zusammengefasst:
Oxidation | Elektronenabgabe | Reduktionsmittel → Produkt + e– | Oxidationszahl: wird erhöht |
Reduktion | Elektronenaufnahme | Oxidationsmittel + e– → Produkt | Oxidationszahl: wird erniedrigt |
Du weißt jetzt, was eine Redoxreaktion ist und wie sie abläuft. Oft bekommst du aber in der Schule oder im Studium die Aufgabe, eine Redoxgleichung aufzustellen. Wie du das Schritt für Schritt meisterst, zeigen wir dir in diesem Video !
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