Unterschied zwischen Oxidation und Reduktion
Share
Hauptunterschied - Oxidation vs. Reduktion
Oxidation und Reduktion sind die zwei Halbreaktionen von Redoxreaktionen. Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, die durch den Elektronenaustausch zwischen Atomen stattfindet. Der Hauptunterschied zwischen Oxidation und Reduktion ist das Oxidation ist die Zunahme des Oxidationszustands eines Atoms, während die Reduktion die Abnahme des Oxidationszustands eines Atoms ist.
Wichtige Bereiche
1. Was ist Oxidation?
- Definition, Mechanismus, Beispiele
2. Was ist Reduktion?
- Definition, Mechanismus, Beispiele
3. Was ist der Unterschied zwischen Oxidation und Reduktion
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede
Schlüsselbegriffe: Oxidation, Oxidationszustand, Oxidationsmittel, Redoxreaktion, Reduktionsmittel, Reduktion
Was ist Oxidation?
Oxidation kann als der Verlust von Elektronen aus einem Atom, Molekül oder einem Ion definiert werden. Dieser Elektronenverlust bewirkt, dass der Oxidationszustand der chemischen Spezies erhöht wird. Da bei einer Oxidationsreaktion Elektronen freigesetzt werden, sollte es eine elektronenannehmende Spezies geben. Daher ist die Oxidationsreaktion eine Halbreaktion einer Hauptreaktion. Die Oxidation einer chemischen Spezies wird als Änderung ihrer Oxidationszustände angegeben. Oxidationszustand ist eine Zahl mit einem positiven (+) oder negativen (-) Symbol, das den Verlust oder die Verstärkung von Elektronen durch ein bestimmtes Atom, Molekül oder Ion angibt.
In der Vergangenheit wurde der Begriff Oxidation als "Zugabe von Sauerstoff zu einer Verbindung" bezeichnet. Dies lag daran, dass Sauerstoff zu diesem Zeitpunkt das einzige bekannte Oxidationsmittel war. Diese Definition ist jedoch nicht mehr zutreffend, da viel mehr Oxidationsreaktionen in Abwesenheit von Sauerstoff stattfinden. Beispielsweise beinhaltet die Reaktion zwischen Magnesium (Mg) und Salzsäure (HCl) keinen Sauerstoff, aber es ist eine Redoxreaktion, die die Oxidation von Mg zu Mg einschließt2+. Das folgende Beispiel zeigt die Oxidations- und Reduktionsreaktionen in einer Redoxreaktion.
Abbildung 01: Oxidation von Mg durch Zugabe von Sauerstoff zu Mg. Zwei Elektronen werden aus Mg freigesetzt, und ein Sauerstoffatom erhält zwei Elektronen.
Es gibt eine andere historische Definition für die Oxidation mit Wasserstoff. Das ist, Oxidation ist der Prozess des Verlustes von H+ Ionen. Dies ist auch nicht genau, da viele Reaktionen ohne Freisetzung von H auftreten+ Ionen.
Abbildung 02: Die Oxidation der Alkoholgruppe zur Carbonsäuregruppe
Eine Oxidation erhöht immer den Oxidationszustand einer chemischen Spezies aufgrund von Elektronenverlust. Dieser Elektronenverlust bewirkt, dass sich die Ladung eines Atoms oder Moleküls ändert.
Oxidationsmechanismus
Die Oxidation kann auf vier verschiedene Arten erfolgen, abhängig von der Änderung des Oxidationszustands.
1. Vom Nullpunkt zum positiven Oxidationszustand
Ein Molekül oder ein Atom, das keine elektrische Ladung hat (neutral), kann oxidiert werden. Die Oxidation erhöht immer den Oxidationszustand. Daher wäre der neue Oxidationszustand des Atoms ein positiver Wert.
Abbildung 03: Oxidation von Fe (0) zu Fe (+3)
2. Vom negativen zum positiven Oxidationszustand
Ein Atom in einem negativen Oxidationszustand kann zu einem positiven Oxidationszustand oxidiert werden.
Abbildung 04: Die Oxidation von S (-2) in den Oxidationszustand S (+6)
3. Vom negativen zum Nulloxidationszustand
Abbildung 05: Die Oxidation von O (-2) zu O2 (0)
4. Erhöhung des positiven Oxidationszustands
Diese Art von Oxidationsreaktionen ist meistens in Übergangsmetallelementen enthalten, da diese Metallelemente mehrere Oxidationszustände halten können und aufgrund des Vorhandenseins von d-Orbitalen einen Oxidationszustand von +7 aufweisen.
Abbildung 06: Die Oxidation von Fe (+2) zu Fe (+3)
Ein neutrales Atom besteht aus Protonen (positiv geladen) im Kern und Elektronen (negativ geladen) um den Kern. Die positive Ladung des Kerns wird durch die negativen Ladungen der Elektronen ausgeglichen. Wenn jedoch ein Elektron aus diesem System entfernt wird, gibt es keine negative Ladung, um die entsprechende positive Ladung zu neutralisieren. Dann erhält das Atom eine positive Ladung. Daher erhöht die Oxidation immer die positiven Eigenschaften von Atomen.
Was ist Reduktion?
Reduktion kann als Verstärkung von Elektronen aus einem Atom, Molekül oder Ion definiert werden. Diese Verstärkung der Elektronen bewirkt, dass der Oxidationszustand der chemischen Spezies abnimmt, da durch die Reduktion eine zusätzliche negative elektrische Ladung in Atomen erzeugt wird. Um Elektronen von außen zu gewinnen, sollte es eine elektronenspendende Spezies geben. Daher ist die Reduktion eine chemische Reaktion, die während Redoxreaktionen stattfindet. Reduktionsreaktion ist eine halbe Reaktion.
Reduktionsmechanismus
Die Reduktion kann auch auf vier Arten wie folgt erfolgen.
1. Von null zu negativem Oxidationszustand
Beispielsweise wird bei der Bildung von Oxiden der Oxidationszustand von O2 ist Null und wird aufgrund der Zugabe neuer Elektronen auf -2 verringert.
Abbildung 07: Reduktion von Sauerstoff
2. Vom positiven zum negativen Oxidationszustand
Elemente, die sowohl positive als auch negative Oxidationszustände halten können, können diese Art von Reduktionsreaktionen eingehen.
Abbildung 08: Reduktion von N (+3) zu N (-3)
3. Vom positiven zum Nulloxidationszustand
Abbildung 09: Die Reduktion von Ag+
4. Verringerung des negativen Oxidationszustands
Abbildung 10: Reduktion von O (-2) zu O (-1)
Im Allgemeinen haben Sauerstoffatome in Verbindungen einen Oxidationszustand von -2. In Peroxiden gibt es jedoch zwei Sauerstoffatome, die miteinander verbunden sind. Beide Atome haben die gleiche Elektronegativität. Daher wäre der Oxidationszustand beider Atome -2. Dann hat ein Sauerstoffatom den Oxidationszustand -1.
Unterschied zwischen Oxidation und Reduktion
Definition
Oxidation: Oxidation kann als der Verlust von Elektronen aus einem Atom, Molekül oder einem Ion definiert werden.
Die Ermäßigung: Reduktion kann als Verstärkung von Elektronen aus einem Atom, Molekül oder Ion definiert werden.
Änderung des Oxidationszustands
Oxidation: Der Oxidationszustand nimmt bei der Oxidation zu.
Die Ermäßigung: Der Oxidationszustand nimmt in der Reduktion ab.
Austausch von Elektronen
Oxidation: Bei Oxidationsreaktionen werden Elektronen an die Umgebung abgegeben.
Die Ermäßigung: Reduktionsreaktionen erhalten Elektronen aus der Umgebung.
Wechsel der elektrischen Ladung
Oxidation: Die Oxidation bewirkt die Erhöhung der positiven Ladung einer chemischen Spezies.
Die Ermäßigung: Die Reduktion bewirkt die Erhöhung der negativen Ladung einer chemischen Spezies.
Beteiligte chemische Spezies
Oxidation: Oxidation tritt in Reduktionsmitteln auf.
Die Ermäßigung: Reduktion tritt in Oxidationsmitteln auf.
Fazit
Oxidation und Reduktion sind die zwei Halbreaktionen von Redoxreaktionen. Der Hauptunterschied zwischen Oxidation und Reduktion besteht darin, dass Oxidation die Erhöhung des Oxidationszustands eines Atoms ist, während die Reduktion die Abnahme des Oxidationszustands eines Atoms ist.
Verweise:
1.Helmenstine, Anne Marie “Was ist Reduktion in der Chemie?” ThoughtCo. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 06. Juli 2017.
2. "Was ist Oxidation?" Study.com. Study.com, n.d. Netz. Hier verfügbar. 06. Juli 2017.
