Oxidationsreaktion vs. Reduktionsreaktion
Oxidations- und Reduktionsreaktionen sind miteinander verbunden. Wo ein Stoff oxidiert wird, reduziert sich ein anderer Stoff. Daher werden diese Reaktionen gemeinsam als Redoxreaktionen bezeichnet.
Oxidationsreaktion
Ursprünglich wurden Oxidationsreaktionen als Reaktionen identifiziert, an denen Sauerstoffgas teilnimmt. Hier verbindet sich Sauerstoff mit einem anderen Molekül zu einem Oxid. Bei dieser Reaktion wird Sauerstoff reduziert und die andere Substanz oxidiert. Daher fügt die Oxidationsreaktion im Wesentlichen einer anderen Substanz Sauerstoff hinzu. Zum Beispiel wird in der folgenden Reaktion Wasserstoff oxidiert und daher wird ein Sauerstoffatom zu Wasserstoff hinzugefügt, wodurch Wasser entsteht.
2H2 + O2 -> 2H2O
Oxidation lässt sich auch als Verlust von Wasserstoff beschreiben. Es gibt Fälle, in denen es schwierig ist, Oxidation als Zugabe von Sauerstoff zu beschreiben. Beispielsweise wurde in der folgenden Reaktion Sauerstoff sowohl zu Kohlenstoff als auch zu Wasserstoff hinzugefügt, aber nur Kohlenstoff wurde oxidiert. In diesem Fall kann die Oxidation so beschrieben werden, dass es sich um den Verlust von Wasserstoff handelt. Da bei der Erzeugung von Kohlendioxid Wasserstoff aus Methan entfernt wurde, wurde dort Kohlenstoff oxidiert.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Ein weiterer alternativer Ansatz zur Beschreibung der Oxidation ist der Verlust von Elektronen. Dieser Ansatz kann verwendet werden, um chemische Reaktionen zu erklären, bei denen wir keine Oxidbildung oder Wasserstoffverlust sehen können. Auch wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, können wir die Oxidation mit diesem Ansatz erklären. Beispielsweise hat sich Magnesium in der folgenden Reaktion in Magnesiumionen umgewandelt. Da Magnesium zwei Elektronen verloren hat, wurde es oxidiert und Chlorgas ist das Oxidationsmittel.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Oxidationszustand hilft, die Atome zu identifizieren, die einer Oxidation unterzogen wurden. Nach der IUPAC-Definition ist der Oxidationszustand „ein Maß für den Oxidationsgrad eines Atoms in einer Substanz. Sie ist definiert als die Ladung, die ein Atom haben könnte.“Der Oxidationszustand ist ein ganzzahliger Wert und kann entweder positiv, negativ oder null sein. Der Oxidationszustand eines Atoms ändert sich bei einer chemischen Reaktion. Wenn die Oxidationsstufe zunimmt, wird das Atom als oxidiert bezeichnet. Wie in der obigen Reaktion hat Magnesium die Oxidationsstufe null und das Magnesiumion hat die Oxidationsstufe +2. Da die Oxidationszahl gestiegen ist, ist Magnesium oxidiert.
Reduktionsreaktion
Reduktion ist das Gegenteil von Oxidation. Hinsichtlich der Sauerstoffübertragung gehen bei den Reduktionsreaktionen Sauerstoffe verloren. Bei der Wasserstoffübertragung finden bei der Gewinnung von Wasserstoff Reduktionsreaktionen statt. Zum Beispiel hat sich im obigen Beispiel zwischen Methan und Sauerstoff Sauerstoff reduziert, weil es Wasserstoff gewonnen hat. In Bezug auf den Elektronentransfer bedeutet die Reduktion, Elektronen zu gewinnen. Also wird nach obigem Beispiel Chlor reduziert.
Was ist der Unterschied zwischen Oxidationsreaktion und Reduktionsreaktion?
• Bei Oxidationsreaktionen wird Sauerstoff aufgenommen und bei Reduktionsreaktionen Sauerstoff verloren.
• Bei der Oxidation geht Wasserstoff verloren, bei der Reduktion wird Wasserstoff gewonnen.
• Bei Oxidationsreaktionen gehen Elektronen verloren, aber bei Reduktionsreaktionen werden Elektronen gewonnen.
• Bei Oxidationsreaktionen wird die Oxidationsstufe erhöht. Die Spezies, die einer Reduktion unterzogen wird, verringert ihren Oxidationszustand.
