Was ist Oxidation? Definition und Beispiel

Zwei Haupttypen chemischer Reaktionen sind Oxidation und Reduktion. Oxidation hat nicht unbedingt etwas mit Sauerstoff zu tun. Hier ist, was es bedeutet und wie es sich auf die Reduzierung bezieht.

Wichtige Erkenntnisse: Oxidation in der Chemie

Oxidation ist der Verlust von Elektronen während einer Reaktion von a Molekül, Atom oder Ion.
Oxidation tritt auf, wenn die Oxidationszustand eines Moleküls, Atoms oder Ions erhöht. Der umgekehrte Prozess wird aufgerufen die ErmäßigungDies tritt auf, wenn Elektronen gewonnen werden oder die Oxidationsstufe eines Atoms, Moleküls oder Ions abnimmt.

Ein Beispiel für eine Reaktion ist die zwischen Wasserstoff und Fluorgas zu bildende Fluorwasserstoffsäure:

H.₂ + F.₂ → 2 HF

Bei dieser Reaktion wird Wasserstoff oxidiert und Fluor reduziert. Die Reaktion kann besser verstanden werden, wenn sie in Form von zwei Halbreaktionen geschrieben wird.

H.₂ → 2 H.⁺ + 2 e^-

F.₂ + 2 e^- → 2 F.^-

Beachten Sie, dass bei dieser Reaktion nirgendwo Sauerstoff vorhanden ist!

Eine ältere Bedeutung der Oxidation war wann Sauerstoff wurde zu einem hinzugefügt Verbindung. Dies lag daran, dass Sauerstoffgas (O.₂) war das erste bekannte Oxidationsmittel. Während die Zugabe von Sauerstoff zu einer Verbindung typischerweise die Kriterien des Elektronenverlusts und einer Zunahme erfüllt In der Oxidationsstufe wurde die Definition der Oxidation um andere Arten von Chemikalien erweitert Reaktionen.

Ein klassisches Beispiel für die alte Definition von Oxidation ist, wenn sich Eisen mit Sauerstoff zu Bildung verbindet Eisenoxid oder Rost. Das Eisen soll zu Rost oxidiert sein. Die chemische Reaktion ist:

2 Fe + O.₂ → Fe₂Ö₃

Das Eisenmetall wird oxidiert, um das als Rost bekannte Eisenoxid zu bilden.

Elektrochemische Reaktionen sind gute Beispiele für Oxidationsreaktionen. Wenn ein Kupferdraht in eine Lösung gelegt wird, die Silberionen enthält, werden Elektronen vom Kupfermetall auf die Silberionen übertragen. Das Kupfermetall wird oxidiert. Silbermetallwhisker wachsen auf dem Kupferdraht, während Kupferionen in die Lösung freigesetzt werden.

Cu (s) + 2 Ag⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + 2 Ag (s)

Ein weiteres Beispiel für eine Oxidation, bei der sich ein Element mit Sauerstoff verbindet, ist die Reaktion zwischen Magnesiummetall und Sauerstoff unter Bildung von Magnesiumoxid. Viele Metalle oxidieren, daher ist es nützlich, die Form der Gleichung zu erkennen:

2 Mg (s) + O.₂ (g) → 2 MgO (s)

Nachdem das Elektron entdeckt und chemische Reaktionen erklärt werden konnten, erkannten die Wissenschaftler Oxidation und Die Reduktion erfolgt zusammen, wobei eine Spezies Elektronen verliert (oxidiert) und eine andere Elektronen gewinnt (reduziert). Eine Art chemischer Reaktion, bei der Oxidation und Reduktion stattfinden, wird als Redoxreaktion bezeichnet, die für Reduktion-Oxidation steht.

Die Oxidation eines Metalls durch Sauerstoffgas könnte dann als das Metallatom erklärt werden, das Elektronen verliert, um das Kation zu bilden (das oxidiert wird), wobei das Sauerstoffmolekül Elektronen gewinnt, um Sauerstoffanionen zu bilden. Im Fall von Magnesium könnte die Reaktion beispielsweise wie folgt umgeschrieben werden:

2 Mg + O.₂ → 2 [Mg²⁺][Ö^2-]

bestehend aus folgenden Halbreaktionen:

Mg → Mg²⁺ + 2 e^-

Ö₂ + 4 e^- → 2 O.^2-

Oxidation, an der Sauerstoff beteiligt ist, ist nach der modernen Definition des Begriffs immer noch Oxidation. Es gibt jedoch eine andere alte Definition von Wasserstoff, die in Texten der organischen Chemie vorkommen kann. Diese Definition ist das Gegenteil der Sauerstoffdefinition und kann daher zu Verwirrung führen. Trotzdem ist es gut, sich dessen bewusst zu sein. Nach dieser Definition ist Oxidation der Verlust von Wasserstoff, während Reduktion der Gewinn von Wasserstoff ist.

Zum Beispiel gemäß dieser Definition, wenn Ethanol zu Ethanol oxidiert wird:

CH₃CH₂OH → CH₃CHO

Ethanol gilt als oxidiert, weil es Wasserstoff verliert. Umgekehrt kann Ethanol durch Zugabe von Wasserstoff zu Ethanol reduziert werden.

Denken Sie also daran, dass die moderne Definition von Oxidation und Reduktion Elektronen betrifft (nicht Sauerstoff oder Wasserstoff). Eine Möglichkeit, sich daran zu erinnern, welche Spezies oxidiert und welche reduziert wird, ist die Verwendung von OIL RIG. OIL RIG steht für Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

• Haustein, Catherine Hinga (2014). K. K. Lee Lerner und Brenda Wilmoth Lerner (Hrsg.). Oxidations-Reduktions-Reaktion. Die Gale Encyclopedia of Science (5. Aufl.). Farmington Hills, MI: Gale Group.
• Hudlický, Miloš (1990). Oxidationen in der organischen Chemie. Washington, D. C.: American Chemical Society. p. 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.