Oxidation in der Chemie einfach erklärt – Definition, Bedeutung und Beispiele

Inhaltsverzeichnis zum Thema Oxidation

Oxidation im Überblick

  • Ursprünglich wurde unter dem Begriff Oxidation die Reaktion eines Elements mit Sauerstoff verstanden.

  • Der Begriff Oxidation wird in der modernen Chemie weiter gefasst. Oxidationen können auch ohne Sauerstoff ablaufen. Wird ein Stoff oxidiert, gibt er Elektronen ab. Eine Oxidation ist also eine Abgabe von Elektronen.
  • Gleichzeitig nimmt ein anderer Stoff die Elektronen auf, das ist eine Reduktion. Oxidation und Reduktion laufen immer gleichzeitig ab, deshalb werden solche Reaktionen auch als Redoxreaktionen bezeichnet.
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Quelle sofatutor.com

Definition von Oxidation

Häufig wird der Begriff Oxidation mit einer Sauerstoffaufnahme oder Verbrennung gleichgesetzt. Das ist in der modernen Chemie nicht mehr korrekt. Eine Oxidation ist eine Abgabe von Elektronen. Durch eine Oxidation steigt die Oxidationszahl des oxidierten Stoffs an, er ist also positiver geladen. Gleichzeitig findet eine Reduktion statt: Ein anderer Stoff nimmt die Elektronen auf. Oxidation und Reduktion laufen also gleichzeitig ab, es findet eine Redoxreaktion style=“font-weight: 400;“> statt. Der oxidierte Stoff ist das Reduktionsmittel, der reduzierte Stoff wird als Oxidationsmittel bezeichnet. Jedes Element kann eine charakteristische Anzahl an verschiedenen Oxidationsstufen bzw. Oxidationszahlen annehmen. Hat ein Element seine maximale Oxidationszahl erreicht oder kann der Stoff nicht mehr weiter oxidiert werden, hat eine vollständige Oxidation stattgefunden. Können noch weitere Oxidationen erfolgen, liegt eine unvollständige Oxidation vor. Den Vorgang einer Reduktion und Oxidation kann man mit folgender Wortgleichung allgemein formulieren:

Vorgang Gleichung
Oxidation: Stoff A gibt ein Elektron ab. \ce{A → A+ + e-}
Reduktion: Stoff B nimmt ein Elektron auf. \ce{B + e- → B-}
Redoxreaktion \ce{A + B → A+ + B-}

Oxidationen – Reaktionsgleichungen

Im Folgenden werden einige Beispiele für Oxidationen erläutert.

Oxidationen durch Sauerstoff

Metalle können durch Sauerstoff in feuchter Umgebung oxidiert werden. Dieser Vorgang ist unter dem Begriff Rosten bekannt. Beispielsweise wird Eisen \ce{Fe} zu Eisenhydroxid \ce{Fe(OH)3} oxidiert:

\ce{2 Fe + 1,5 O2 + 3 H2O → 2Fe(OH)3}

Bei der Oxidation von Wasserstoff mit Sauerstoff entsteht in einer als Knallgasreaktion bezeichneten Reaktion Wasser:

\ce{2H2 + O2 → 2H2O}

Alle kohlenstoffhaltigen Verbindungen werden durch Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid \ce{CO2} verbrannt. Das ist sowohl bei fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdgas und Erdöl als auch bei biochemischen Stoffwechselprozessen zur Energiegewinnung der Fall:

\ce{C + O2 → CO2}

Oxidationen ohne Sauerstoff

Bei der Entstehung von Kochsalz (Natriumchlorid; \ce{NaCl}) wird Natrium oxidiert und Chlor reduziert. Sauerstoff ist nicht beteiligt:

\ce{2 Na + Cl2 → 2 Na+Cl-}

Oxidationen in der organischen Chemie 

Wichtige Stoffklassen in der organischen Chemie sind Aldehyde, Ketone und Carbonsäuren. Formal gesehen werden diese durch Oxidationen von Alkoholen gebildet. Durch die Oxidation primärer Alkohole entstehen Aldehyde, die weiter zu Carbonsäuren oxidiert werden können. Ketone werden durch Oxidation sekundärer Alkohole gebildet und können nicht weiter oxidiert werden.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Oxidation in der Chemie

Eine Oxidation ist eine Elektronenabgabe.

Ein Element wird oxidiert, indem es Elektronen abgibt. Diese werden von einem anderen Element aufgenommen. Das ist eine Reduktion. Der gesamte Vorgang wird als Redoxreaktion bezeichnet.

Ursprünglich bedeutete der Begriff Oxidation die Reaktion eines Elements mit Sauerstoff. Die wissenschaftliche Bezeichnung für Sauerstoff lautet Oxygenium, daher der Name Oxidation für solche Reaktionen.

Was bei einer Oxidation entsteht, ist abhängig von den beteiligten Stoffen. Bei Oxidationen mit Sauerstoff entstehen Oxide.

Bei einer Oxidation erhöht sich die Oxidationszahl bzw. die positive Ladung des oxidierten Stoffs.

Das Gegenteil einer Oxidation bzw. Elektronenabgabe ist die Reduktion bzw. Elektronenaufnahme. Beide Prozesse laufen gleichzeitig ab.

Die Oxidation von Metallen kann durch verschiedene Maßnahmen vermieden werden, z. B. Passivierung, Galvanisieren, Verzinken und Verchromen.

Wenn durch Korrosion Rost gebildet wird, geschieht dies durch Oxidation von Metallen in Anwesenheit von Wasser und Sauerstoff. Die Bildung von Rost ist also eine Oxidation. Nicht alle Oxidationen sind Korrosionen, da die Oxidation auch ohne Sauerstoff stattfinden kann.

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