Redoxreaktion einfach erklärt – Chemie und Bedeutung

Erfahre alles über Redoxreaktionen! Eine Redoxreaktion beinhaltet eine Oxidation und eine Reduktion gleichzeitig, wobei Elektronen übertragen werden. Entdecke Beispiele wie Verbrennungen, Zellatmung und Fotosynthese. Möchtest du mehr verstehen? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

Inhaltsverzeichnis zum Thema Redoxreaktion

Redoxreaktion im Überblick

  • Bei einer Redoxreaktion laufen eine Oxidation und eine Reduktion gleichzeitig ab.

  • Eine Redoxreaktion ist eine Elektronenübertragung: Der oxidierte Stoff gibt Elektronen ab, der reduzierte Stoff nimmt Elektronen auf.
  • Redoxreaktionen kommen im Alltag häufig vor. Beispielsweise sind Verbrennungen und damit auch die Energiegewinnung aus fossilen Energieträgern Redoxreaktionen. Die Zellatmung und die Fotosynthese als zentrale Reaktionen des Energiestoffwechsels von Lebewesen basieren ebenfalls auf Redoxreaktionen.
Redoxreaktion: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Redoxreaktion – Definition

Eine Redoxreaktion liegt vor, wenn ein Stoff Elektronen abgibt (Oxidation) und ein anderer Stoff diese Elektronen aufnimmt (Reduktion). Der oxidierte Stoff ist das Reduktionsmittel, der reduzierte Stoff wird als Oxidationsmittel bezeichnet. Eine Redoxreaktion ist daran zu erkennen, dass sich die Oxidationszahl der Reaktionspartner ändert. Die Oxidationszahl ist eine fiktive oder reale Ladungszahl der an einem Molekül beteiligten Atome. Diese Größe verdeutlicht die Elektronenbewegungen bei einer Redoxreaktion. Wird ein Stoff oxidiert, steigt seine Oxidationszahl. Wird ein Stoff reduziert, sinkt seine Oxidationszahl. Als Beispiel wird hier die Redoxreaktion von Magnesium Mg und Chlor Cl zu Magnesiumchlorid MgCl2 gezeigt. Magnesium gibt zwei Elektronen ab und wird zum zweifach positiv geladenen Magnesiumion Mg2+. Das ist die Oxidation. Chlor, das molekular als Cl2 vorliegt, nimmt jeweils ein Elektron auf und wird zum einfach negativ geladenen Chloridion Cl. Das ist die Reaktion:

Oxidation: Mg → Mg2+ + 2 e
Reduktion: Cl2 + 2 e → 2 Cl
Redoxreaktion: Mg + Cl2 → MgCl2

Ähnlich verläuft die Redoxreaktion von Aluminium und Brom.

Redoxreaktionen aufstellen

Als Beispiel für den Verlauf und das Aufstellen der Gleichungen einer Redoxreaktion soll hier die sogenannte Thermitreaktion erläutert werden. Bei dieser Redoxreaktion wird Aluminium oxidiert und Eisen, gebunden an Sauerstoff in Eisenoxid (FeO), reduziert. Die Produkte dieser Redoxreaktion sind elementares Eisen und Aluminiumoxid Al2O3.
Die Teilreaktionen lauten wie folgt:

Oxidation: Al → Al3+ + 3 e
Aluminium gibt bei der Oxidation drei Elektronen ab. Dieses Element steht in der dritten Hauptgruppe im Periodensystem und erreicht so die Edelgaskonfiguration.

Reduktion: Fe2+ + 2 e → Fe
Eisen kann unterschiedliche Oxidationszahlen bzw. Ladungen annehmen. Im Eisenoxid liegt es als zweifach positiv geladenes Ion vor. Sauerstoff hat in der Regel die Oxidationszahl −II, sodass Eisenoxid insgesamt neutral geladen ist.

Sollen diese Teilreaktionen zu einer Redoxreaktion zusammengefasst werden, fällt auf, dass bei der Oxidation ein Elektron mehr freigesetzt wird, als bei der Reduktion verbraucht wird. Wie bei allen chemischen Reaktionen müssen sich Ladungen, Oxidationszahlen und Stoffe auch bei einer Redoxreaktion ausgleichen. Dazu bestimmt man zunächst das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) der abgegebenen bzw. aufgenommenen Elektronen. Im vorliegenden Beispiel wird das durch Erweiterung der Oxidation mit zwei und durch Erweiterung der Reduktion mit drei erreicht. Es handelt sich hier also um insgesamt sechs Elektronen, die übertragen werden.

Oxidation: 2 Al → 2 Al3+ + 6 e
Reduktion: 3 Fe2+ + 6 e → 3 Fe

Die Aluminiumionen verbinden sich mit dem Sauerstoff aus dem Eisenoxid zu Aluminiumoxid. Durch Ausgleichen der Redoxreaktion ergibt sich zusammenfassend also der folgende Reaktionsablauf:

Reaktion Gleichung
Oxidation 2 Al → 2 Al3+ + 6 e
Reduktion 3 Fe2+ + 6 e → 3 Fe
Redoxreaktion 2 Al + 3 FeO → Al2O3 + 3 Fe

Falls der Ladungsausgleich einer Redoxreaktion nicht so einfach gelingen sollte, können folgende Regeln helfen:

  • Findet die Redoxreaktion bei einem pH-Wert im sauren oder neutralen Milieu statt, können H3O+-Ionen zur Lösung der Redoxreaktion genutzt werden.
  • Im basischen Bereich können OH-Ionen zum Ausgleich herangezogen werden.

Redoxreaktion – weitere Beispiele

Eine andere Redoxreaktion, an der Eisen beteiligt ist, ist die Bildung von Rost.

2 Fe + 1,5 O2 + 3 H2O → 2 Fe(OH)3

Bei diesem Vorgang wird Eisen oxidiert und Sauerstoff reduziert.

Auch die Knallgasreaktion von Sauerstoff mit Wasserstoff ist eine Redoxreaktion und wird gerne als Experiment in der Schule durchgeführt. Bei dieser Redoxreaktion wird Wasser gebildet.

2 H2 + O2 → 2 H2O

H2O

Häufig gestellte Fragen zum Thema Redoxreaktion

Eine Redoxreaktion setzt sich aus den Teilreaktionen Oxidation und Reduktion zusammen. Der oxidierte Stoff gibt Elektronen ab, der reduzierte Stoff nimmt Elektronen auf.

Bei einer Redoxreaktion laufen eine Oxidation und eine Reduktion gleichzeitig ab. Dabei findet eine Elektronenübertragung statt: Der Stoff, der oxidiert wird, gibt Elektronen ab, der reduzierte Stoff nimmt Elektronen auf.

Bei einer Redoxreaktion verändern sich die Oxidationszahlen der beteiligten Stoffe. Die Oxidationszahl wird größer, wenn der Stoff oxidiert wird, und kleiner, wenn der Stoff reduziert wird.

Bei einer Redoxreaktion wird ein Stoff oxidiert und ein anderer Stoff reduziert.

Alle Verbrennungs- und Stoffwechselvorgänge sind Redoxreaktionen. Sie spielen also auch in der technischen Produktion und der chemischen Industrie eine sehr wichtige Rolle.

Nein, nicht jede Reaktion ist eine Redoxreaktion.

Zum Beispiel sind Verbrennungen und damit auch die Energiegewinnung aus fossilen Energieträgern Redoxreaktionen. Die Zellatmung und die Fotosynthese der Lebewesen basieren auf Redoxreaktionen.

Säure-Base-Reaktionen sind beispielsweise keine Redoxreaktion. Im Vergleich zu Redoxreaktionen werden bei Säure-Base-Reaktionen Protonen (H+) und keine Elektronen übertragen.

Super! Das Thema: Redoxreaktion kannst du schon! Teile deine Learnings und Fragen mit der Community!