Was ist eine Oxidationszahl?
Eine Oxidationszahl, auch Oxidationsstufe genannt, ist eine Zahl, die zeigt, wie viele Elektronen ein Atom in einer Verbindung scheinbar abgegeben oder aufgenommen hat. Ein Atom, das scheinbar Elektronen abgegeben hat, hat eine positive Oxidationszahl, ein Atom, das scheinbar Elektronen aufgenommen hat, eine negative. Das ist ein errechneter Wert: Die Oxidationszahl +6 von Schwefel in H2SO4 bedeutet nicht, dass das Atom wirklich die Ladung +6 trägt.
Regeln zum Bestimmen von Oxidationszahlen
In einem reinen Element ist die Oxidationszahl 0. In einer neutralen Verbindung ergeben die Oxidationszahlen aller Atome zusammen 0. In einem Ion ergeben sie zusammen die Ladung des Ions. Die Oxidationszahlen mancher Elemente ändern sich fast nie.
| Element | Oxidationszahl | Ausnahme |
|---|---|---|
| Metalle der Gruppe 1 (Na, K) | +1 | Keine |
| Metalle der Gruppe 2 (Mg, Ca) | +2 | Keine |
| Fluor | −1 | Keine |
| Wasserstoff | +1 | −1 in Metallhydriden (NaH) |
| Sauerstoff | −2 | −1 in Wasserstoffperoxid (H2O2), +2 in OF2 |
Beispiele mit Lösungsweg
Nenne das gesuchte Element x. Multipliziere jede Oxidationszahl mit der Zahl der Atome und addiere die Ergebnisse.
H2SO4: (+1)×2 + x + (−2)×4 = 0, also x = +6.
K2Cr2O7: Es gibt zwei Chromatome, also multiplizierst du x mit 2. (+1)×2 + x×2 + (−2)×7 = 0, also x = +6.
Ion MnO4−: Die Summe entspricht der Ladung des Ions. x + (−2)×4 = −1, also x = +7.
Bestimme Oxidationszahlen in der App Nalukh chem
Wähle eine Verbindung, berechne die Oxidationszahl selbst und prüfe sie. Dieser Simulator gehört zum Vollzugriff. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung nutzbar.
Wie benutzt du den Simulator?
- Tippe links in der Liste auf eine Verbindung. Insgesamt gibt es 20 Verbindungen.
- Das rechte Feld zeigt den Namen der Verbindung, ihre Formel, die bekannten Oxidationszahlen und das gesuchte Element.
- Schreib die Summengleichung auf Papier und löse sie.
- Stell deine Antwort mit den Buttons Minus und Plus ein. Der Wert reicht von −4 bis +8.
- Drück auf den Button Prüfen. Ist deine Antwort richtig, erscheint der vollständige Lösungsweg, und die Verbindung bekommt in der Liste eine grüne Markierung. Ist sie falsch, wirst du daran erinnert, dass die Summe 0 sein muss.
Oben in der Ecke steht, wie viele Verbindungen du gelöst hast.
Aufgaben für den Simulator
- Bestimme die Oxidationszahl von Stickstoff in HNO3, NaNO3 und NaNO2. Welche ist anders, und warum?
- Bestimme die Oxidationszahl von Chlor in NaClO, KClO3 und NaClO4. Achte darauf, dass sie steigt, wenn die Zahl der Sauerstoffatome zunimmt.
- Vergleiche die Oxidationszahl von Schwefel in Na2SO3 und Na2SO4. Um wie viel steigt sie, wenn ein Sauerstoffatom dazukommt?
- Bestimme die Oxidationszahl von Chrom in K2Cr2O7 und K2CrO4. Die Formeln unterscheiden sich, aber die Oxidationszahl ist gleich.
- In Fe2(SO4)3 ist die Oxidationszahl von Schwefel mit +6 angegeben. Bestimme die Oxidationszahl von Eisen.
Häufige Fehler
- Die Zahl der Atome vergessen. K2Cr2O7 hat zwei Chromatome, also schreibst du x×2 in die Summe.
- Klammern nicht auflösen. Ca3(PO4)2 hat 2 Phosphoratome und 8 Sauerstoffatome.
- Oxidationszahl und Ionenladung verwechseln. Schreib das Vorzeichen einer Oxidationszahl vor die Zahl (+3) und das Vorzeichen einer Ionenladung hinter die Zahl (Fe3+).
