Helmichs Chemie-Lexikon

Redoxreaktion

Ein Begriff aus der Elektrochemie. Eine Redoxreaktion ist chemische Donator-Akzeptor-Reaktion, bei der eine Oxidation und eine Reduktion zeitgleich ablaufen. Der Begriff der Redoxreaktion wird im Chemieunterricht in drei verschiedenen Stufen eingeführt:

Übertragung von Sauerstoff

Redoxreaktion = Übertragung von Sauerstoff

Ein bekanntes Beispiel aus dem Chemie-Unterricht der 7. oder 8. Klasse ist die Reaktion von Kupferoxid mit elementarem Wasserstoff, bei der Wasser und metallisches Kupfer entstehen. Das Kupferoxid gibt den Sauerstoff ab, wird also reduziert, und der Wasserstoff nimmt den Sauerstoff auf, wird also oxidiert. Insgesamt findet eine Übertragung von Sauerstoff statt.

Übertragung von Wasserstoff

Redoxreaktion = Übertragung von Wasserstoff

Dieser Begriff wird gern in der organischen Chemie sowie in der Biochemie verwendet. Ein bekanntes Beispiel ist die Oxidation eines primären Alkohols mit Kupferoxid. Ein heißes oxidiertes Kupferblech wird in den flüssigen Alkohol gehalten, dabei wird der Alkohol zum Aldehyd oxidiert und aus dem Kupferoxid entsteht wieder reines Kupfer.

Betrachten wir nun die Oxidation eines Alkohols genauer:

Ethanol (oben) gibt zwei Elektronen und zwei Protonen ab. Die Elektronen gelangen zu den Kupfer(II)-Ionen und reduzieren diese zu Kupfer, während die Protonen zum Sauerstoff-Anion des Kupferoxids gelangen und mit diesem zu einem Wasser-Molekül reagieren. Ethanol wird so zu Ethanal oxidiert, Kupferoxid zu Kupfer und Wasser.

Oxidation von Ethanol durch Kupferoxid.

Rein formal werden zwei Wasserstoff-Atome vom Ethanol auf das Kupferoxid übertragen. Bei näherer Betrachtung stimmt das allerdings nicht ganz. Jedes H-Atom wird in Form eines Elektrons und eines Protons übertragen. In der Biochemie spricht man hier auch von Reduktionsäquivalenten. Die beiden Protonen des Ethanols verbinden sich mit dem Sauerstoff-Anion des Kupferoxids, und die beiden Elektronen reduzieren die Kupfer(II)-Ionen zu metallischem Kupfer.

Bei der Bildung von Natriumchlorid (NaCl) aus den Elementen Natrium und Chlor nimmt das Chlor Elektronen auf, es wird also reduziert. Diese Elektronen werden vom Natrium "gespendet", das dabei oxidiert wird (siehe Oxidation).

Links im Bild sieht man oben ein Natrium-Atom und unten ein Chlor-Atom, gezeichnet nach dem Kugelwolkenmodell. Das Natrium-Atom gibt ein Elektron an das Chlor-Atom ab. Die äußere Elektronenhülle des Natrium-Atoms entfällt dadurch, das Atom wird kleiner und ist positiv geladen. Die einfach besetzte Kugelwolke des Chlor-Atoms nimmt das Elektron auf; Chlor wird dadurch zu negativ geladenem Chlorid.

Darstellung der Reaktion von Natrium und Chlor zu Natriumchlorid nach dem Kugelwolkenmodell.

Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz. Autor: Ulrich Helmich