Redoxreaktionen – Beispiele

Redoxreaktionen – Beispiele Übung

• Definiere die unterschiedlichen Reaktionstypen.

  Tipps

  Verbrennt man Holz, so wird das Holz durch den Sauerstoff in der Luft oxidiert.

  Lösung

  Beim Verbrennen findet immer eine Reaktion mit dem Sauerstoff der Luft statt. Dabei entsteht eine neue Verbindung, die Sauerstoff enthält. Es hat eine Oxidation stattgefunden.
  In einigen Fällen lässt sich die Oxidation umkehren. Man kann manche Verbindungen, die Sauerstoff enthalten, so weit erhitzen, dass sie den Sauerstoff wieder abgeben. Man spricht dann von einer Reduktion. Das ist die Umkehrung einer Oxidation.
  In vielen Reaktionen wird Sauerstoff von einer Verbindung auf eine andere übertragen. Ein Stoff gibt also Sauerstoff ab, er wird reduziert. Gleichzeitig nimmt ein anderer Stoff den Sauerstoff auf, er wird oxidiert. Es findet eine Reduktions-Oxidations-Reaktion statt, oder kurz: Redoxreaktion.

• Bestimme Oxidation und Reduktion bei der Thermitreaktion.

  Tipps

  Was wird vom Eisenoxid auf das Aluminium übertragen?

  Lösung

  Bei der Thermitreaktion wird aus Eisenoxid Eisen hergestellt. Das Eisen gibt also Sauerstoff ab, es wird reduziert.
  Der Sauerstoff wird aber nicht als $O_2$ an die Luft abgegeben. Er wird vom Aluminium aufgenommen und es bildet sich Aluminiumoxid, eine Verbindung aus Aluminium und Sauerstoff. Aluminium wird also oxidiert.
  Da gleichzeitig eine Reduktion und eine Oxidation stattfinden, handelt es sich also um eine Redoxreaktion: Sauerstoff wird vom Eisenoxid auf das Aluminium übertragen.

• Gib an, um welchen Reaktionstyp es sich handelt.

  Tipps

  Wenn Sauerstoff ($O_2$) von einem Oxid auf einen anderen Stoff übertragen wird, nennen wir das Redoxreaktion.

  Lösung

  Silberoxid lässt sich, anders als Eisenoxid, leicht reduzieren. Wenn man es stark erhitzt, wird Sauerstoff freigesetzt und es entsteht Silber.
  Auch Wasser ist ein Oxid: Lässt man Wasserstoff mit Sauerstoff reagieren, erhält man Wasser. Es handelt sich also um eine Oxidation. Wasser könnte man auch Wasserstoffoxid nennen.
  Magnesium bildet mit Sauerstoff in einer heftigen Reaktion Magnesiumoxid. Der Sauerstoff muss nicht unbedingt aus der Luft kommen – er kann auch von einem Oxid stammen, zum Beispiel von Kupferoxid. Das Kupferoxid wird zum Kupfer reduziert, das Magnesium zu Magnesiumoxid oxidiert. Insgesamt ist das also eine Redoxreaktion.
  Wenn ein Stoff schmilzt, ist das erst einmal gar keine chemische Reaktion. Wenn man den Stoff abkühlt, erstarrt er wieder und liegt unverändert vor.

• Leite die richtige Reaktionsgleichung ab.

  Tipps

  Wenn man Wasser reduziert, erhält man Wasserstoff.

  Durch Oxidation eines Metalls erhält man das entsprechende Metalloxid.

  Lösung

  Nicht nur Metalle lassen sich von anderen Stoffen gut oxidieren. Du weißt bereits, dass man auch Kohlenstoff zu Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid oxidieren kann. Auch Wasserstoff lässt sich sehr leicht oxidieren. Dazu leitet man Wasserstoff über Kupferoxid und erhitzt es stark mit einem Bunsenbrenner. Dabei entstehen Wasser und Kupfer.
  Bei dieser Reaktion wird Sauerstoff vom Kupferoxid auf den Wasserstoff übertragen. Der Wasserstoff wird also oxidiert, das Kupferoxid reduziert.

• Gib wieder, warum es sich bei der Bildung von Synthesegas um eine Redoxreaktion handelt.

  Tipps

  Redox-Reaktionen sind Reaktionen, bei denen Sauerstoff übertragen wird.

  Lösung

  Das Wassermolekül hat die Formel $H_2O$, das bedeutet, es ist aus Wasserstoff ($H_2$) und Sauerstoff ($O_2$) aufgebaut. Bei der Reaktion entsteht daraus Wasserstoff, $H_2$. Hier wird also offensichtlich Sauerstoff abgegeben, das Wasser wird also reduziert.
  Kohlenstoff, $C$, kann mit Sauerstoff Kohlenstoffmonoxid , $CO$, bilden. Da während der Reaktion aus Kohlenstoff Kohlenstoffmonoxid wird, wird Kohlenstoff offenbar oxidiert. Der Sauerstoff wird vom Wasser auf den Kohlenstoff übertragen, dadurch entstehen Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid.
  Daher handelt es sich um eine Redox-Reaktion.

• Ermittle Oxidation und Reduktion in den Redoxreaktionen.

  Tipps

  Wasserstoff reagiert explosionsartig mit Luftsauerstoff.

  Durch Oxidation von Metallen entstehen die entsprechenden Oxide.

  Lösung

  Mischungen von Metallen mit den Oxiden eines anderen Metalls können sehr gefährlich sein: Einige Kombinationen können sehr heftig reagieren! Dabei werden Temperaturen von mehreren Tausend Grad erreicht und das Metall verflüssigt sich. Auch Kupferoxid und Zink reagieren heftig miteinander. Dabei wird Sauerstoff vom Kupferoxid auf das Zink übertragen, es ist also eine Redoxreaktion. Kupferoxid wird reduziert, Zink wird oxidiert.
  Magnesium ist ein Metall, das an der Luft brennt, wenn man es stark erhitzt. Dabei reagiert es mit dem Sauerstoff in der Luft. Aber auch unter Wasser reagiert Magnesium sehr heftig, denn es kann auch das Wasser reduzieren! Dabei wird Magnesium zu Magnesiumoxid oxidiert, und Wasser zu Wasserstoff reduziert.
  Magnesiumbrände sind daher sehr gefährlich: Versucht man sie mit Wasser zu löschen, macht man alles nur noch schlimmer! Anstatt das Feuer zu löschen, brennt es fröhlich weiter und es entsteht außerdem noch hochexplosiver Wasserstoff. Diese Brände kann man nur mit Spezialschaum oder einer großen Menge Kochsalz effektiv löschen.