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Chemie: 9. Klasse | Redoxreaktionen

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Redoxreaktionen

Redoxreaktionen sind Reaktionen, bei denen Elektronen von einem Teilchen auf einen Reaktionspartner übergeben werden. Sie besteht dabei aus zwei Reaktionen: Bei der Oxidation wird ein Elektron bzw. mehrere Elektronen abgegeben, während bei der Reduktion diese aufgenommen werden.

Beispiel

Magnesium reagiert mit Sauerstoff zu Magnesia (Magnesiumoxid) und gibt dabei Elektronen ab, die der Sauerstoff aufnimmt, d.h. Magnesium ist ein Oxidationsmittel, Sauerstoff ein Reduktionsmittel.

Redoxreaktion von Magnesium und Sauerstoff

Oxidationszahl

Um den verschiedenen Teilchen einer chemischen Reaktion Oxidationsstufen (-zahlen) zuordnen zu können, sind einige Regeln notwendig. Diese Zahlen werden über die Atome in der Summenformel geschrieben. Bei der Ermittlung von Oxidationszahlen geht man folgendermaßen vor (wobei man arabische oder römische Zahlen benutzen kann):

Anwendungen von Redoxreaktionen

Elektrolyse

Bei einer Elektrolyse werden durch die Einwirkung von elektrischer Energie Stoffe zersetzt. Auf diese Weise wird z.B. aus Kupferchlorid- (CuCl2) Lösung oder einer Aluminiumoxidschmelze unter Energieverbrauch das entsprechende Metall hergestellt.

Elektrochemische Stromerzeugung in Batterien und Akkus

Bei einer elektrochemischen Stromerzeugung in Batterien und Akkus läuft ebenfalls eine Redoxreaktion ab. Die Stromerzeugung gelingt durch Trennung von Redoxpaaren, wodurch sich eine Spannung aufbaut. Schließt man den Stromkreis über einen Verbraucher, so fließen Elektronen; das System liefert Strom.

Brennstoffzelle

In einer Brennstoffzelle werden – energetisch und ökologisch bedeutend – an getrennten Elektroden Wasserstoff oxidiert und Sauerstoff reduziert, um damit Wasser zu synthetisieren. Mit dieser Redoxreaktion lässt sich Strom erzeugen, indem eine direkte Umwandlung der chemisch-gebundenen Energie in elektrische ermöglicht wird.

Die Elektrodenübergänge erfolgen damit wie folgt (unter der Voraussetzung, dass eine saure Umgebung vorhanden ist):

Reaktion bei der Brennstoffzelle an den Elektroden
            im sauren Milieu

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