Ionenbindung

Ionenbindung 8

8 Redoxreaktionen

Elektronen -übertragung		Wenn man sich mal überlegt, was eigentlich das Wesentliche bei der Bildung von Natriumchlorid oder von Magnesiumoxid ist, dann kommt man zu folgendem Schluss: In beiden Fällen werden Elektronen von dem Metall auf das Nichtmetall übertragen. Das Metall könnte man als Elektronenspender oder Elektronendonator bezeichnen, das Nichtmetall als Elektronenempfänger oder Elektronenakzeptor .
Redox -Reaktionen		Betrachten wir nun eine kompliziertere Reaktion, die Bildung von Aluminiumoxid. Aluminium steht in der dritten Hauptgruppe und hat demnach drei Elektronen zuviel, während Sauerstoff in der sechsten Hauptgruppe steht, ihm fehlen zwei Elektronen. Eine Elektronenübertragungsreaktion kann man in zwei Teilreaktionen zerlegen: Elektronenabgabe des Donators und Elektronenaufnahme des Akzeptors: Die obere Teilreaktion wird auch als "Oxidation" bezeichnet, die untere als "Reduktion". Die Gesamtreaktion bezeichnet man dann als "Redoxreaktion". Ganz stimmt der oben abgebildete Sachverhalt noch nicht: ein Al-Atom gibt drei Elektronen ab, während ein O-Atom nur zwei aufnimmt. Man muss jetzt etwas rechnen: zwei Al-Atome geben zusammen genau so viele Elektronen ab, wie drei O-Atome aufnehmen können. Also müssen wir schreiben: Das sieht ganz schon kompliziert aus, und damit kann man wunderbar Schüler ärgern. Was passiert z.B., wenn Kohlenstoff (nimt 4 Elektronen auf) mit Aluminium (gibt drei Elektronen ab) reagiert? Aber ich möchte auf dieser Webseite ja keine Schüler ärgern, darum belassen wir es bei dem Aluminiumoxid-Beispiel.		Merke: Oxidation = Abgabe von Elektronen Reduktion = Aufnahme von Elektronen
Oxidations -Begriff		Noch ein Nachtrag zum Oxidationsbegriff In der 7.Klasse hat man gelernt: Oxidation = Aufnahme von Sauerstoff, Reduktion = Abgabe von Sauerstoff. In der 9. Klasse hat man dann ergänzt: Oxidation = Abgabe von Wasserstoff Reduktion = Aufnahme von Wasserstoff. Beide Definitionen sind aber sehr beschränkt. Denn auch die Reaktion von Magnesium mit Chlor ist eine Redoxreaktion, weil das Magnesium zwei Elektronen auf Chloratome überträgt. Also gilt ab jetzt folgende umfassende Definition: Oxidation = Abgabe von Elektronen Reduktion = Aufnahme von Elektronen.
Kupferoxid und Eisen		Dieser Versuch wird normalerweise in der 7. Klasse durchgeführt und dient dort zur Einführung des Redoxbegriffs: Kupferoxid (schwarz) wird mit Eisenpulver (grau) in ein Reagenzglas gegeben, stark erhitzt, und - oh Wunder - es bildet sich eine hellrote Substanz - elementares Kupfer. Das Ganze wird dann so gedeutet: Das Eisen entzieht dem Kupferoxid den Sauerstoff. Kupferoxid gibt Sauerstoff ab, wird also reduziert, und Eisen nimmt Sauerstoff auf, wird somit oxidiert. Da beide Reaktionen gleichzeitig ablaufen, findet eine Redoxreaktion statt. Kann man diese chemische Reaktionen auch mit unserer neuen Definition von Oxidation und Reduktion erklären? Natürlich kann man das, die Frage ist nur: wie? Den Sauerstoff können wir bei unserer Betrachtung völlig ignorieren. Im Kupferoxid liegt er als zweifach negative O-Ion vor, im Eisenoxid ebenfalls. Der Sauerstoff verändert sich während der Reaktion überhaupt nicht, muss also nicht weiter berücksichtigt werden. Die eigentliche Reaktion findet zwischen den beiden Metallen Eisen und Kupfer statt:
		Vorheriges Kapitel: Kristallstrukturen nächstes Kapitel Redoxpotentiale