6. Redoxreaktionen

a. Oxidation


Beispiele:

• Metall

  +  

Sauerstoff

  →  

Metalloxid

4 Al

  +  

3 O2

  →  

2 Al2O3

 

• Nichtmetall

  +  

Sauerstoff

  →  

Nichtmetalloxid

S

  +  

O2

  →  

SO2

 

• Oxidation von Reinstoffen

2 SO2

  +  

O2

  →  

2 SO3


Oxidation: chemische Reaktion bei der Sauerstoff aufgenommen wird.

b. Reduktion

Beispiele:

Thermolyse

2 HgO

  →  

2 Hg

  +  

O2

 

Elektrolyse

2 H2O

  →  

2 H2

  +  

O2

 

Reduktion: eine chemische Reaktion, bei der Sauerstoff abgegeben wird.

c. Redoxreaktion

Beispiele:
  

Reduktion: Abgabe von Sauerstoff

Oxidation: Aufnahme von Sauerstoff

C:

Reduktionsmittel,

denn nimmt Sauerstoff auf
C reduziert PbO zu Pb und bildet CO2
PbO:

Oxidationsmittel,

denn gibt Sauerstoff ab
PbO oxidiert C zu CO2 und bildet Pb

  

Reduktion: Abgabe von Sauerstoff

Oxidation: Aufnahme von Sauerstoff

CO:

Reduktionsmittel,

denn nimmt Sauerstoff auf
CO reduziert Fe2O3 zu Fe und bildet CO2
Fe2O3:

Oxidationsmittel,

denn gibt Sauerstoff ab
Fe2O3 oxidiert CO zu CO2 und bildet Fe

Redoxreaktion: eine chemische Reaktion, bei der Oxidation und Reduktion gleichzeitig ablaufen.

d. Anwendungen

(i) Herstellung von Metallen aus Metalloxiden

Durch Thermolyse


Durch Reduktion mit Nichtmetallen


Durch Reduktion mit Metallen

Thermitverfahren: die Reaktion ist so exotherm, dass das entstehende Eisen schmilzt 

(ii) Herstellung von Sauerstoff

Im Labor durch thermische Zersetzung von Kaliumchlorat (KClO3, als Katalysator benutzt man Braunstein MnO2):

2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2

oder durch die Zersetzung von Wasserstoffperoxyd (H2O2, auch hier wird Braunstein MnO2 als Katalysator benutzt):

2 H2O2 → 2 H2O + O2

In beiden Fällen handelt es sich um Reduktionen da jeweils Sauerstoff freigesetzt wird.

In der Industrie erhält man Sauerstoff durch fraktionierte Destillation von flüssiger Luft. Flüssige Luft kann man mit Hilfe des Linde-Verfahrens herstellen. 

e. Aufgaben

1. Stelle jeweils die Gleichung auf, richte ein und gib an, welche Fachbegriffe zutreffen: Oxidation, Reduktion, Synthese, Analyse
a. Schwefel wird verbrannt (in der Verbindung ist Schwefel 4-wertig).





b. Quecksilber(II)-oxid wird beständig erhitzt.





c. Vollständiges Verbrennen von Kohle.





d. Magnesium verbrennt mit einer sehr hellen Flamme zu einem weißen Pulver.





e. Zersetzung von Silberoxid.





f. Aluminium verbrennt in der Bunsenbrennerflamme unter Funkenbildung.





g. Explosion eines Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisches.





2. Stelle jeweils die Gleichung auf, richte ein und gib Oxidation und Reduktion an.
Erkläre welches Edukt das Oxidationsmittel und welches Edukt das Reduktionsmittel ist.
a. Kupfer(II)-oxid reagiert mit Kohlenstoff zu Kohlenstoffdioxid und einem Metall.









b. Man erhält ein Metall und Wasser bei der Reaktion von Eisen(III)-oxid mit Wasserstoff.









c. Man erhält Magnetit (Fe3O4) und Kupfer bei der Reaktion von Kupfer(II)-oxid mit Eisen.









d. Magnetit reagiert mit Kohlenstoffmonoxid zu Kohlenstoffdioxid und Eisen(II)-oxid.







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