Welche der folgenden Reaktionen sind Redoxreaktionen und woran erkenne ich dies?

2 Antworten

Moin,

die Reaktionen a, b und d sind Redoxreaktionen.
Redoxreaktionen sind gegeben, wenn die Teilreaktionen Reduktion und Oxidation auftreten. Das sagt bereits der Name!
Woran erkennt man nun, dass eine Redoxreaktion vorliegt? Daran, dass von mindestens einem Reaktionsteilnehmer Elektronen abgegeben werden (dieser Teilnehmer wird dadurch oxidiert), während mindestens ein anderer Teilnehmer die abgegebenen Elektronen aufnimmt (dieser Teilnehmer wird entsprechend reduziert).
Und woran erkenne ich (am sichersten), dass bestimmte Reaktionsteilnehmer Elektronen abgeben, die andere aufnehmen? An der Änderung der Oxidationszahlen. Die Oxidationszahl des Teilnehmers, der Elektronen abgibt (der also oxidiert wird), steigt. Die Oxidationszahl des Teilnehmers, der die Elektronen aufnimmt (der also reduziert wird), sinkt (Reduktion: die Oxidationszahl wird kleiner - reduziert!).

Überprüfen wir das anhand zweier deiner gegebenen Gleichungen:

Beispiel d
Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff zu Wasser.
Reaktionsgleichung:
2 H2 + O2 ---> 2 H2O

Wasserstoff und Sauerstoff sind Elemente (man findet sie im Periodensystem der Elemente an Position 1 bzw. 8). Elemente haben vereinbarungsgemäß die Oxidationszahl 0 (null). Im Wassermolekül
     _
H–O–H
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werden die Oxidationszahlen wie folgt ermittelt: Obwohl im Wassermolekül keine Ionenbindungen vorliegen, wird so getan, als gäbe es sie. Dazu muss man jedoch bestimmen, wer der "negativ geladene" Partner und wer der "positiv geladene" Bindungspartner ist. Das erkennst du an den Elektronegativitätswerten. Der elektronegativere Bindungspartner erhält bindende Elektronenpaare vollständig zugesprochen! Im Falle des Wassermoleküls ist es so, dass Wasserstoff eine Elektronegativität von 2,2, Sauerstoff eine von 3,5 hat. Also ist Sauerstoff der elektronegativere Bindungspartner. Er erhält daher beide bindenden Elektronenpaare zu den jeweiligen Wasserstoffatomen vollständig zugesprochen.

Und nun - nachdem du die Elektronenpaare den Bindungspartnern zugesprochen hast - vergleichst du die Anzahl der vorhandenen Valenzelektronen mit der Anzahl, die der Bindungspartner als ungebundenes Atom hat.
Dann ergibt sich für die Wasserstoffatome, dass sie beide nach der Zuteilung kein Elektron mehr haben (das bindende Elektronenpaar gehört nach der Zuteilung ganz dem Sauerstoffatom). Als ungebundenes Atom hat Wasserstoff aber ein Valenzelektron. Demnach fehlt ihm dieses Elektron nach der Zuteilung. Es ist also so, als hätte das Wasserstoffatom dieses einzelne Valenzelektron abgegeben. Daher hat das Wasserstoffatom die Oxidationszahl +I.
Umgekehrt hat das Sauerstoffatom im Wassermolekül nach der Zuteilung acht Valenzelektronen (vier aus den zugesprochenen bindenden Elektronenpaaren plus vier aus den beiden freien, nichtbindenden Elektronenpaaren). Als ungebundenes Atom hat Sauerstoff aber nur sechs Valenzelektronen. Daher ist es nach der Zuteilung im Grunde so, als hätte das Sauerstoffatom zwei Elektronen mehr. Darum hat Sauerstoff im Wassermolekül die Oxidationszahl –II.

Nun überprüfst du, ob sich in deiner Reaktionsgleichung die Oxidationszahlen von mindestens zwei Teilnehmern gegenläufig verändern. Und siehe da, das tun sie tatsächlich:
Beim Wasserstoff erhöht sich die Oxidationszahl von 0 auf +I (er wird also oxidiert). Beim Sauerstoff verringert sich die Oxidationszahl dagegen von 0 auf –II (er wird also reduziert).
Wenn sich die Oxidationszahlen von mindestens zwei Reaktionsteilnehmern gegenläufig verändern, hast du es mit einer Redoxreaktion zu tun.

Prüfen wir Reaktion e.
Salzsäure reagiert mit Natronlauge.
Das ist eine Neutralisation. Dabei entstehen immer ein Salz und Wasser, in diesem Fall Natriumchlorid (Kochsalz) und Wasser.
Reaktionsgleichung:

HCl + NaOH ---> NaCl + H2O

Checken wir die Oxidationszahlen. Wasserstoff im HCl hat die OZ +I, weil das Chloratom die größere Elektronegativität hat (3,0), so dass das bindende Elektronenpaar vollständig dem Chloratom zugesprochen wird.
Chlor hat somit nach der Zuteilung acht Valenzelektronen. Als ungebundenes Atom hat es nur sieben. Also hat Chlor im HCl-Molekül die OZ –I.
Natriumhydroxid ist eine salzartige Verbindung; sie besteht aus Natriumkationen (Na^+) und Hydroxidanionen (OH^–). Daher hat das Natriumkation die OZ +I (weil die OZ mit der Ladung eines Teilchens übereinstimmen muss). Der Sauerstoff hat wieder einmal die für ihn typische OZ –II und der Wasserstoff die für ihn ebenfalls typische OZ +I.

Natriumchlorid ist ein Salz, also eine Ionenverbindung. Die Natriumkationen haben eine OZ von +I, die Chloridanionen haben eine OZ von –I.
Die OZs im Wasser kennen wir schon aus dem vorherigen Beispiel: Wasserstoff hat die OZ +I, Sauerstoff –II.

Der Vergleich der Oxidationszahlen aller Reaktionsteilnehmer ergibt, dass sie sich bei keinem Verändern:
Wasserstoff (links): jeweils +I; Wasserstoff (rechts): +I
Chlor (links): –I; Chlorid (rechts): –I
Natrium (links): +I; Natrium (rechts): +I
Sauerstoff (links): –II; Sauerstoff (rechts): –II

Jede Oxidationszahl bleibt, wie sie war. Es vertauschen sich nur ein paar Bindungspartner. Wenn sich keine Oxidationszahlen verändern, handelt es sich auch nicht um eine Redoxreaktion. (In diesem Fall ist es eine Säure-Base-Reaktion).

Die anderen Aufgaben kannst du ja mal spaßeshalber selbst überprüfen...
Viel Spaß dabei.

LG von der Waterkant.

a

b

d

wieso kannst dir selbst überlegen so schwer ist das nicht.

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