Aufstellen einer Redoxgleichung
Hi Petra.
Um diese sehr wichtigen Grundsätzlichkeiten zu verstehen, wirst Du wohl um ein Buch nicht herumkommen, aber ich kann gerade nicht schlafen und versuche mal, Dir das etwas näher zu bringen.
Unter einer Oxidation versteht man die Abgabe von Elektronen (aus dem Atom bzw. Molekül, das oxidiert wird, an das Oxidationsmittel, welches diese Elektronen formal aufnimmt und dabei reduziert wird). Eine Reduktion ist v.v. die Aufnahme von Elektronen.
REDuktion und OXidation finden immer gleichzeitig statt und durch Redoxgleichungen versucht man, das zu beschreiben. Der Übersichtlichkeit halber, trennt man allerdings gerne Oxidations- und Reduktionsreaktion.
Bsp.: Oxidation: Fe -> Fe2+ + 2e-
(sprich ein Eisenatom wird zum Eisen-II-Ion oxidiert, hat 2 Elektronen weniger, die vom Oxidationsmittel aufgenommen werden). Gleichzeitig findet also die Reduktion des Oxidationsmittels statt, z.B. Reduktion: S + 2 e- -> S2- (Schwefel, das Oxidationsmittel hier, nimmt zwei Elektronen auf und wird zum Sulfid-Ion reduziert.
Unter der Oxidationsstufe oder Oxidationszahl (römische Ziffern, wie eben beim Eisen)) versteht man formal die Anzahl der Elektronen, die dem Atom von seiner ursprünglichen Anzahl fehlen, oder hinzugekommen sind. Zur Festlegung der Oxidationszahl betrachtet man eine Verbindung und zerlegt sie formal in Ionen.
Bsp. NaCl (Natriumchlorid, also Kochsalz) besteht aus einem Na-Ion und einem Chlorid-Ion. Um zu entscheiden, welches Vorzeichen (+/-)die Ladung der Ionen hat, zieht man die Elektronegativität der entsprechenden Elemente zu Rate. Die Elektronegativität ist prinzipiell das Bestreben einer Atomsorte, Elektronen an sich zu ziehen und wird durch eine dimensionslose Zahl angegeben. Die Elektronegativität nimmt bei den Hauptgruppenelementen im PSE von links nach rechts und von oben nach unten zu. So ist Cäsium (Cs) das elektropositivste (0,7) und Fluor das elektronegativste Element (4,0).
Bei Na (0,9) und Cl (3,0) sieht man gleich, das Chlor das elektronegativere Element ist, also Ionenladung negativ: Cl-.
Die andere Frage ist, wieviel Elektronen nun ausgetauscht werden. Das ist nicht unbedingt immer auf den ersten Blick vorauszusagen, aber einen guten Anhaltspunkt liefert das Konzept der Edelgaskonfiguration.
Edelgase (also He, Ne usw.) sind deshalb so edel, weil sie eine energetisch sehr günstige Elektronenkonfiguration haben und daher ist auch eine Triebkraft für Reaktionen die, das die beteiligten Atome durch Elektronenaufnahme oder Abgabe diesen günstigen elektronischen Zustand, also die sog. Edelgaskonfiguration, erreichen. Wenn Du Dir in einem PSE (Periodensystem der Elemente) mal Natrium betrachtest, siehst Du, daß es genau ein Elektron mehr hat als Neon. In der Tat ist Natrium auch recht leicht zum Na+ (also "Na-I") zu oxideren, hat dann eben ein Elektron weniger und die gleiche Elektronenkonfiguration wie Neon, also Edelgaskonfiguration. Wenn Du mal beim Chlor schaust, fällt auf, das Chlor genau ein Elektron weniger hat als Argon (auch ein Edelgas). Was passiert also? Chlor nimmt sehr leicht ein Elektron auf und hat dann so viele, wie Argon. Das dies energetisch günstig ist, kann man auch recht anschaulich darstellen, wenn man Natrium und Chlor zusammenbringt.
Wie stellt man jetzt systematisch eine Reaktionsgleichung auf?
Zuerst siehst Du Dir die gesamte Gleichung an, z.B.
Na + 1/2 Cl2 -> NaCl (1/2 Cl2 daher, weil Chlor, wie die meisten Gase, als zweiatomiges Molekül vorliegt).
Du siehst Dir die Oxidationsstufen der Edukte und Produkte an (die Edukte Na und Chlor haben erstmal ihre ursprünglichen Elektronenkonfigurationen, das sie elementar vorliegen, also jeweils die Oxidationsstufe 0), wobei das Produkt ja schon beschrieben wurde.
Nun stellst Du die Oxidationsreaktion getrennt von der Reduktionsr. auf, nämlich
Ox.: Na -> Na+ + 1e-
Red.: 1/2 Cl2 + 1e- -> Cl- zusammengeschrieben ergibt das
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Na + 1/2 Cl2 + 1e- -> Na+ + 1e- + Cl- 1e- tritt auf beiden Seiten auf, kann weggekürzt werden, es bleibt
Na + 1/2 Cl2 -> Na+ + Cl- (oder kurz NaCl)
Bei komplizierteren Reaktionen muß man auch einen sog. Ladungsausgleich (mit H+ oder OH-) bzw. einen Stoffausgleich vornehmen (meist mit H2O) usw., aber erst mal nur so weit.
Hoffe, Du kommst damit ein bißchen weiter.
Frag' mal nach, was noch unklar ist.
Grüße,
Grünblatt
