Was sind Oxidation und Reduktion?
Oxidation ist der Vorgang, bei dem ein Atom Elektronen abgibt, Reduktion der Vorgang, bei dem ein Atom Elektronen aufnimmt. Beide laufen immer gemeinsam ab: Die Elektronen, die ein Atom abgibt, nimmt ein anderes auf.
| Merkmal | Oxidation | Reduktion |
|---|---|---|
| Elektronen | werden abgegeben | werden aufgenommen |
| Oxidationszahl | steigt | sinkt |
| Rolle des Stoffs | Reduktionsmittel | Oxidationsmittel |
| Bei der Bildung von NaCl | Natrium: 0 → +1 | Chlor: 0 → −1 |
Die Oxidationszahl ist eine Zahl, die zeigt, wie viele Elektronen ein Atom abgegeben oder aufgenommen hat. Die Atome eines Elements in reiner Form haben die Oxidationszahl 0. In einer neutralen Verbindung ergibt die Summe der Oxidationszahlen aller Atome 0.
Die Metalle im Simulator geben 1 oder 2 Elektronen ab:
| Metall | Abgegebene Elektronen | Beispielverbindungen |
|---|---|---|
| Li, Na, K | 1 | NaCl, LiF, K2S |
| Mg, Ca, Ba, Zn | 2 | MgO, CaCl2, ZnO |
Chlor, Fluor und Brom nehmen 1 Elektron auf, Sauerstoff und Schwefel 2 Elektronen. In MgCl2 gibt also ein Magnesiumatom Elektronen an zwei Chloratome ab, und in Na2O geben zwei Natriumatome Elektronen an ein Sauerstoffatom ab.
Beobachte die Elektronenübertragung in der App Nalukh chem
Dieser Simulator gehört zum Vollzugriff. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung nutzbar.
Wie benutzt du den Simulator?
- Wähle links aus der Liste eine der 20 Verbindungen.
- Drück auf den Button Starten. Ein Elektron des Metalls wandert auf einer gebogenen Bahn zum Nichtmetallatom.
- Am Ende der Bewegung erscheint an jedem Atom eine Ladung, und in der obersten Zeile steht der Name der entstandenen Verbindung.
- Rechts wird das Feld OXIDATIONSZAHL voll sichtbar und zeigt, wie viele Elektronen jedes Atom abgegeben oder aufgenommen hat. Darunter stehen die Formel und die Gesamtladung.
- Der Button Neu starten wiederholt die Bewegung. Der Aktualisieren-Button in der oberen Ecke springt zurück zur ersten Verbindung.
Aufgaben für den Simulator
Sag zuerst die Antwort voraus und prüfe sie dann am Feld.
- Wähle MgCl2 und starte. Wie viele Elektronen gibt Magnesium ab, und wie viele nimmt jedes Chloratom auf? Antwort: Magnesium gibt 2 ab, jedes Chloratom nimmt 1 auf.
- Vergleiche Na2O und MgO. Warum braucht ein Sauerstoffatom entweder zwei Natriumatome oder ein Magnesiumatom? Antwort: Sauerstoff nimmt 2 Elektronen auf. Natrium gibt 1 ab, Magnesium gibt 2 ab.
- Bestimme die Oxidationszahl jedes Atoms in K2S. Antwort: Kalium hat +1, Schwefel −2. Probe: 2 × (+1) + (−2) = 0.
- Nenne das Element, das in ZnCl2 oxidiert wird, und das Element, das reduziert wird. Antwort: Zink wird oxidiert, Chlor wird reduziert.
Simulator und echte Reaktionen
Der Simulator zeigt jeweils nur ein Atom. An einer echten Reaktion sind Chlor als Cl2-Moleküle und Sauerstoff als O2-Moleküle beteiligt: 2Na + Cl2 = 2NaCl. Dabei geben zwei Natriumatome 2 Elektronen ab, und ein Cl2-Molekül nimmt 2 Elektronen auf.
Bei einer Oxidation muss kein Sauerstoff beteiligt sein. Bei der Bildung von NaCl gibt es keinen Sauerstoff, trotzdem gibt Natrium Elektronen ab und wird oxidiert. Denk auch daran, dass ein Reduktionsmittel selbst oxidiert wird: Natrium reduziert Chlor und wird dabei oxidiert.
