Redoxreaktionen

Oxidation = Elektronenabgabe, Reduktion = Elektronenaufnahme: Beides tritt immer gemeinsam und gleichzeitig auf. Wer Elektronen abgibt, wird oxidiert und wirkt dabei als Reduktionsmittel; wer Elektronen aufnimmt, wird reduziert und wirkt als Oxidationsmittel. Dasselbe Denkmuster kennst du von den Säure-Base-Reaktionen — dort wandert ein Proton statt eines Elektrons. Beide gehören zum Donator-Akzeptor-Konzept.

28 Übungsaufgaben

Elektronenabgabe und Elektronenaufnahme

Oxidationsmittel und Reduktionsmittel

Redoxreaktion erkennen

Donator-Akzeptor-Konzept

Hier fängst du bei den einfachsten Elektronenübergängen an: Ein Metall gibt Elektronen ab, ein Nichtmetall nimmt sie auf — dabei entsteht ein Salz. Bei der Elektrolyse läuft dasselbe rückwärts: Elektrische Energie zwingt die Ionen, die Elektronen wieder zu tauschen.

Tool

Reaktionsgleichungen ausgleichen – Salzbildung, Teilgleichungen

Tool

Reaktionsgleichungen ausgleichen – einfache Redoxreaktionen

Tool

Reaktionsgleichungen ausgleichen – Elektrolyse

Mit den drei Tools übst du das Aufstellen von Teilgleichungen und der Gesamtgleichung einfacher Redoxreaktionen.

5 Übungsaufgaben

Salzbildung und Elektrolyse

Bei einfachen Ionenverbindungen sieht man den Elektronenübergang direkt an der Ladung. Sobald Moleküle beteiligt sind, geht das nicht mehr — dann hilft die Oxidationszahl: Sie teilt die bindenden Elektronenpaare gedanklich dem elektronegativeren Atom zu und macht den Elektronenübergang so auch dort sichtbar.

Tool

Oxidationszahlen – anorganisch

Tool

Oxidationszahlen organischer Verbindungen

Mit den beiden Tools übst du das Ermitteln von Oxidationszahlen bei anorganischen bzw. organischen Verbindungen.

28 Übungsaufgaben

Die Grundregeln

Anorganische Moleküle und Salze

Ionen und Molekülionen

Organische Verbindungen

Sobald Sauerstoff-Atome umgelagert werden, reicht der Blick auf die Ladung nicht mehr. Dann teilt man die Reaktion in zwei Teilgleichungen, gleicht jede für sich aus und setzt sie am Ende zusammen. Drei Schritte innerhalb jeder Teilgleichung: I) Elektronenbilanz · II) Ladungsbilanz (H₃O⁺ / OH⁻) · III) Stoffbilanz bzw. Atombilanz (H₂O).

Tool

Reaktionsgleichungen ausgleichen – Redox-Teilgleichungen im sauren und basischen Milieu

Tool

Reaktionsgleichungen ausgleichen – Redox-Gesamtgleichung

Hier übst du das Aufstellen komplizierter Redoxreaktionen.

47 Übungsaufgaben

Oxidationszahl-Änderungen erkennen

Teilgleichungen erkennen und aufstellen

Elektronenbilanz

Ladungsbilanz

Stoffbilanz (Atombilanz)

Gesamtgleichungen

Auch in der organischen Chemie gibt es Redoxreaktionen — man erkennt sie an der Oxidationszahl des betreffenden Kohlenstoff-Atoms. Primäre Alkanole werden (mit milden Oxidationsmitteln) über das Alkanal zur Carbonsäure oxidiert, sekundäre nur bis zum Alkanon, tertiäre gar nicht.

Genau darauf beruhen die klassischen Nachweise: Fehling-Probe und Silberspiegelprobe zeigen an, ob eine Aldehydgruppe vorliegt.

Simulation

Oxidierbarkeit organischer Verbindungen

Mit der Simulation prüfst du die Oxidierbarkeit verschiedener organischer Verbindungen.

13 Übungsaufgaben

Oxidationsreihe der Alkanole

Organische Teilgleichungen

Nachweisreaktionen

Nicht jede Redoxreaktion läuft freiwillig ab. Ob ein Metall ein anderes aus seiner Salzlösung verdrängt, hängt davon ab, wie „gern“ es Elektronen abgibt. Die Redoxreihe ordnet die Metalle danach: unedle Metalle geben Elektronen leicht ab, edle nur schwer.

Simulation

Redoxreihe der Metalle

Mit der Simulation kannst du Metall und Salzlösung frei kombinieren und siehst sofort, ob eine Reaktion eintritt.

7 Übungsaufgaben

Edle und unedle Metalle

Metall in Salzlösung, Wasser und Säure

Bei der Elektrolyse wird eine Redoxreaktion durch elektrische Energie erzwungen: An der Kathode werden Elektronen aufgenommen (Reduktion), an der Anode abgegeben (Oxidation).

Simulation

Elektrolyse einer CuCl₂-Lösung

Die Simulation zeigt dir die Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit den Vorgängen an beiden Elektroden.

5 Übungsaufgaben

Anode und Kathode

Trennt man die beiden Teilreaktionen räumlich, muss der Elektronenübergang über einen Draht laufen — man erhält eine galvanische Zelle. Batterie, Akkumulator und Brennstoffzelle arbeiten alle nach diesem Prinzip.

Simulation

Galvanische Zelle (Daniell-Element)

Mit der Simulation baust du ein Daniell-Element auf und verfolgst, wohin die Elektronen wandern.

14 Übungsaufgaben

Das Daniell-Element

Batterien, Akkus und Brennstoffzelle

Redox in Alltag und Technik

Wiederholung