Eine Oxidations-Reduktions-Reaktion oder kurz "Redox"-Reaktion beinhaltet den Austausch von Elektronen zwischen Atomen. Um zu bestimmen, was mit welchen Elementen in einer Redoxreaktion passiert, müssen Sie die Oxidationszahlen für jedes Atom vor und nach der Reaktion bestimmen. Oxidationszahlen repräsentieren die potentielle Ladung eines Atoms in seinem ionischen Zustand. Wenn die Oxidationszahl eines Atoms in einer Reaktion abnimmt, wird es reduziert. Erhöht sich die Oxidationszahl eines Atoms, wird es oxidiert.
Allgemeine Regeln für die Oxidationszahl
Um die Oxidationszahl eines Atoms zu bestimmen, müssen Sie einige allgemeine Regeln beachten. Erstens ist die Oxidationszahl elementarer Substanzen null. Zweitens ist die Oxidationszahl eines Ions, das nur ein Atom enthält, gleich der Ladung dieses Ions. Drittens ist die Summe der Oxidationszahlen der Elemente in einer Verbindung gleich Null. Viertens tragen die Oxidationszahlen der Elemente in einem Ion mit mehreren Atomen zur Gesamtladung bei.
Elementspezifische Oxidationszahlregeln
Eine Reihe von Elementen oder Gruppen von Elementen haben vorhersagbare Oxidationszahlen. Beachten Sie auch die folgenden Regeln. Erstens ist die Oxidation eines Ions der Gruppe 1A +1. Zweitens beträgt die Oxidationszahl eines Gruppe 2A-Ions +2. Drittens beträgt die Oxidationszahl von Wasserstoff typischerweise +1, es sei denn, er verbindet sich mit einem Metall. In einem solchen Fall hat es eine Oxidationszahl von -1. Viertens beträgt die Oxidationszahl von Sauerstoff typischerweise –2. Fünftens beträgt die Oxidationszahl eines Fluorions in einer Verbindung immer -1.
Bestimmung der Oxidationszahlen
Die Oxidationszahlenregeln helfen, die Oxidationszahlen unbekannter Elemente in der chemischen Gleichung zu bestimmen. Betrachten Sie zum Beispiel die folgende chemische Gleichung:
Zn + 2HCl --> Zn2+ + H2 +2Cl-
Auf der linken Seite hat Zink eine Oxidationszahl von Null. Wasserstoff ist an ein Nichtmetall gebunden und hat daher die Oxidationszahl +1. Die Nettoladung von HCl ist null, daher hat Chlor eine Oxidationszahl von -1. Auf der rechten Seite hat Zink eine Oxidationszahl von +2, die mit seiner Ionenladung identisch ist. Wasserstoff kommt in seiner elementaren Form vor und hat daher die Oxidationszahl Null. Chlor hat immer noch eine Oxidationszahl von -1.
Vergleich der beiden Seiten
Um zu bestimmen, was bei einer Redoxreaktion oxidiert und was reduziert wird, müssen Sie die Änderungen der Oxidationszahlen auf beiden Seiten der Gleichung verfolgen. In der obigen Gleichung begann Zink bei Null und endete bei +2. Wasserstoff begann bei +1 und endete bei Null. Chlor blieb bei -1. Die Oxidationszahl von Zink ist erhöht. Daher wurde Zink oxidiert. Die Oxidationszahl von Wasserstoff nahm ab. Daher wurde Wasserstoff reduziert. Chlor erfuhr keine Änderung der Oxidationszahl und wurde daher weder reduziert noch oxidiert.