Oxidation und Reduktion – Einführung

Oxidation und Reduktion in der Chemie

Wenn du die Oxidation und die Reduktion verstehst, dann wirst du die Welt der chemischen Reaktionen leicht erobern können! Das Konzept von Oxidation und Reduktion ist heute sehr umfassend. Das war nicht immer so. Deswegen beginnen auch wir mit einem früheren Verständnis der Oxidation. Anhand von einfachen Beispielen für Oxidation und Reduktion lernen wir dann das erweiterte und heute verwendete Konzept für Oxidation und Reduktion kennen.

Es geht also um die Oxidation und die Reduktion. Diese beiden chemischen Vorgänge werden im Hinblick auf die Sauerstoffaufnahme und Sauerstoffabgabe betrachtet. Die Oxidation, wie auch die Reduktion wird anhand einer Vielzahl an Beispielen mit Reaktionsgleichungen erläutert. Für die Sauerstoffaufnahme werden zum Beispiel Verbrennungsreaktionen gezeigt und für die Sauerstoffabgabe die Reaktion von Kupfer(II)-oxid mit Kohlenstoff.

Oxidation und Reduktion als Aufnahme und Abgabe von Sauerstoff

Unter Oxidation verstand man früher einfach eine Verbrennung. Das Rosten von Eisen zählte man als stille Verbrennung dazu. Der berühmte französische Chemiker Lavoisier erklärte im 18. Jahrhundert den Begriff Oxidation als Sauerstoffaufnahme.
Als Beispiele schauen wir uns zwei klassische Versuche zu der Oxidation und Reduktion an. Wenn ein Metall mit Sauerstoff reagiert, dann wird unter Aufnahme von Sauerstoff eine neue Verbindung, das Oxid, gebildet. Wir beginnen mit der Verbrennung von Magnesium als Oxidation von Magnesium zu Magnesiumoxid:

$\begin{array}{lclclcl} \text{Magnesium} & + & \text{Sauerstoff} & \xrightarrow{Oxidation} & \text{Magnesiumoxid} & & \\[4pt] \ce{2 Mg} & + & \ce{O2} & \xrightarrow{Oxidation} & \ce{2 MgO} & & \end{array}$

Es geht aber auch umgekehrt, wie der folgende Fall beweist. Quecksilberoxid enthält schon Sauerstoff. Es nimmt keinen Sauerstoff mehr auf, sondern es gibt beim Erwärmen den Sauerstoff ab:

$\begin{array}{lclclcl} \text{Quecksilberoxid} & & & \xrightarrow{Reduktion} & \text{Quecksilber} & + & \text{Sauerstoff} \\[4pt] \ce{2 HgO} & & & \xrightarrow{Reduktion} & \ce{Hg} & + & \ce{O2} \end{array}$

Die Abgabe von Sauerstoff wird als Reduktion bezeichnet.
Wir unterscheiden zwischen der Oxidation eines Metalls wie der Oxidation von Magnesium zu Magnesiumoxid und der Reduktion eines Metalls wie der Abspaltung des Sauerstoffs vom Quecksilberoxid.
Der Ablauf von Oxidation und Reduktion entspricht einer Reaktion und Umkehrreaktion.

Mit diesem Konzept konnte man bereits viele chemische Prozesse erklären. So werden Metalle meist aus ihren Erzen, den Metalloxiden, gewonnen. Man gewinnt das elementare Metall dann durch Reduktion der Metalloxide.