Was passiert mit der Oxidationszahl, wenn ein Atom in einem Reaktanten Elektronen verliert?

Die Oxidationszahl eines Elements gibt die hypothetische Ladung eines Atoms in einer Verbindung an. Dies ist hypothetisch, da die Elemente im Zusammenhang mit einer Verbindung nicht unbedingt ionisch sein müssen. Wenn sich die Anzahl der Elektronen eines Atoms ändert, ändert sich auch seine Oxidationszahl. Wenn ein Element ein Elektron verliert, erhöht sich seine Oxidationszahl.

Wenn ein Element ein Elektron verliert, wird seine Oxidationszahl immer positiver. Die genaue Konfiguration der Oxidationszahlen in einer Verbindung wird durch eine Reihe von Oxidationszahlenregeln angegeben. Diese Regeln beschreiben die Verteilung der Oxidationszahlen innerhalb einer Verbindung und skizzieren die typischen Oxidationszahlen einiger Elemente. Wenn Sie sich mit diesen Regeln vertraut machen, können Sie möglicherweise verstehen und vorhersagen, welcher Reaktant oxidiert.

Einige Elemente haben viele mögliche Oxidationszahlen. Wenn Sie wissen, welche Elemente dies sind, können Sie vorhersagen, was mit ihren Oxidationszahlen in einer Reaktion passiert. Eisen kann beispielsweise Oxidationszahlen von -2 bis +6 aufweisen. Die häufigsten Oxidationszahlen für Eisen sind +2 und +3. Um zu unterscheiden, welche davon in einer Verbindung enthalten sind, schreiben Wissenschaftler die Oxidationsstufe in römischen Ziffern in den Namen der Verbindung. Wenn das Eisen bei der Reaktion Elektronen verliert, ändert sich sein Oxidationszustand. Dies ist der Fall, wenn Eisen rostet. Festes Eisen wird durch Sauerstoffatome zu Eisen (II) oxidiert. Dann verlieren die Eisen(II)-Atome bei der Reaktion mit Wasserstoffionen und Sauerstoff Elektronen. Bei dieser Reaktion entstehen Eisen(III)-Ionen, aus denen sich Eisen(III)-Hydroxid und Eisen(III)-Oxid bilden können.

Wenn eine Verbindung Elektronen verliert, muss sie etwas dazu zwingen. Dies wird als Oxidationsmittel bezeichnet. Wenn beispielsweise Eisen rostet, ist Sauerstoff ein Oxidationsmittel. Der Sauerstoff nimmt die Elektronen auf, die das Eisen verliert. Die Elektronen, die bei einer Reaktion verloren gehen, müssen woanders gewonnen werden, um das elektrische Potential auszugleichen. Auch die Oxidationszahl des Sauerstoffs ändert sich.

Reaktionen, bei denen ein Element oxidiert wird, beinhalten typischerweise eine entsprechende Reduktion eines anderen Elements. Reduktion geschieht, wenn ein Element Elektronen aufnimmt; in diesem Fall wird seine Oxidationszahl erniedrigt. Wenn beispielsweise Eisen rostet, kann Sauerstoff als Oxidationsmittel wirken. Wenn der Sauerstoff Elektronen aufnimmt, ändert er sich von einer Oxidationszahl von null auf eine Oxidationszahl von minus zwei.