Wir haben schon früher in verschiedenen Versuchen die Verbrennung von Metallen an Luft beobachtet. Dabei wurde die Verbrennung an Luft als eine Vereinigung des Metalls mit dem Sauerstoff der Luft erkannt. Verbrennungen in reinem Sauerstoff laufen deshalb auch heftiger ab. Nun haben wir beobachtet, dass Metalle auch in einer Chloratmosphäre verbrennen. Erinnern wir uns jetzt noch an die mit Aufglühen bzw. Stichflammenbildung ablaufende Vereinigung von Eisen bzw. Zink mit Schwefel, so ist die Frage berechtigt, ob die Oxidbildung, die Chlorid- und Sulfidbildung nicht grundsätzlich gleiche chemische Reaktionsarten sind.
Bei chemischen Vorgängen spielen sich die entscheidenden Vorgänge in den äußersten Elektronenschalen der beteiligten Atome ab. Vergleichen wir einmal die Verbrennung des Elements Magnesium in Sauerstoff und in Chlor:
| Mg: | + |  |
 |
Mg2+ | + |  2– |
|||
| Magnesium | Sauerstoff | Magnesiumoxid (MgO) | |||||||
| Mg: | + |  |
Mg2+ | + | 2 |  – |
|||
| Magnesium | Chlor | Magnesiumchlorid (MgCl2) | |||||||
In beiden Fällen gibt das Magnesiumatom Elektronen ab, die das Sauerstoffatom bzw. das Chloratom aufnimmt. Im ersten Fall verbindet sich Magnesium mit Sauerstoff, es wird oxidiert. Bei dieser Oxidation gibt das Magnesiumatom 2 Elektronen ab, die vom Sauerstoffatom aufgenommen werden. Bei der Reaktion mit Chlor gibt das Magnesiumatom ebenfalls 2 Elektronen an die 2 Chloratome ab, also findet auch hier eine Oxidation statt.
Oxidation der Metalle mit Chlor führt zu ChloridenOxidation = ElektronenabgabeReduktion = ElektronenaufnahmeRedoxreaktionen beruhen auf Elektronenübergängen.Aufstellen einer Redoxgleichung: Zahl der aufgenommenen Elektronen = Zahl der abgegebenen Elektronen.
Formuliere die Bildungen der folgenden Verbindungen als Redoxreaktion:
Wie sind nach der allgemeinen Fassung des Redoxbegriffs die Begriffe »Oxidationsmittel« und »Reduktionsmittel« zu definieren?
Ein Eisennagel wird in eine Kupfersulfatlösung (CuSO4 in Wasser gelöst) getaucht. Welcher Redoxvorgang kann sich dabei abgespielt haben? Beobachtung auswertenGanz allgemein verstehen wir jetzt also unter einer Oxidation eine Elektronenabgabe und unter Reduktion eine Elektronenaufnahme.
Die große Reaktionsfähigkeit des Chlors ist damit zu verstehen, dass durch die Aufnahme eines einzigen Elektrons bereits eine Edelgasschale erreicht wird. Beachte die Stellung des Chlors im Periodensystem!
Mit dieser Deutung der Oxidation und Reduktion ist auch zu verstehen, warum es keine Oxidation ohne Reduktion gibt (Kapitel 22). Beide Vorgänge sind Teilreaktionen eines grundlegenden chemischen Reaktionstyps, der Redoxreaktion. Alle Redoxreaktionen sind also gekoppelte Reaktionen.
Bei jeder Redoxreaktion ist die Summe der abgegebenen Elektronen gleich der Summe der aufgenommenen Elektronen. Dies ist beim Aufstellen von Redoxgleichungen zu berücksichtigen.
Reaktion von Eisen mit Chlor:
| Oxidation: | Fe | |
Fe2+ + 2e– | |
 |
||||
| Reduktion: | Cl | + e– | |
Cl– |⋅2 |
| Redoxreaktion: | Fe | + Cl2 | |
Fe2+ + 2Cl– |
| Eisenchlorid | ||||
Reaktion von Zink mit Schwefel:
| Oxidation: | Zn | |
Zn2+ + 2e– | |
|
||||
| Reduktion: | S | + e– | |
S2– |
| Redoxreaktion: | Zn | + S | |
Zn2+ + S2– |
| Zink | Schwefel | Zinksulfid | ||
Elektronenübergänge als Redoxvorgänge können sich auch zwischen Ionen oder Atomen und Ionen abspielen, wie Versuch zeigt. So geben Eisenatome an Kupferionen Elektronen ab, wodurch Kupferatome und Eisenionen gebildet werden.
| Redoxreaktion: | Fe | + Cu2+ | |
Fe2+ + Cu |
Bei dem Vorgang scheidet sich aus der Kupfersalzlösung elementares Kupfer ab, während Eisen in Form der Ionen in Lösung geht.
