In Teilgleichungen denken
Eine Redoxgleichung entsteht aus zwei Teilgleichungen: Eine gibt Elektronen ab, die andere nimmt sie auf.
- Oxidation:Teilgleichung mit Elektronen rechts: \(\ce{Al -> Al^3+ + 3 e-}\)
- Reduktion:Teilgleichung mit Elektronen links: \(\ce{Cu^2+ + 2 e- -> Cu}\)
- Elektronenzahl:Änderung der Oxidationszahl mal Zahl der betroffenen Atome.
- Saure Lösung:Ladungen mit \(\ce{H3O+}\) ausgleichen, danach die Atome mit \(\ce{H2O}\).
- Elektronenausgleich:Teilgleichungen mit Faktoren multiplizieren, bis abgegebene = aufgenommene Elektronen.
- Gesamtgleichung:Teilgleichungen addieren — die Elektronen kürzen sich heraus.
Herleitung:
Redoxgleichung: Erst wenn die Oxidation genauso viele Elektronen abgibt, wie die Reduktion aufnimmt, werden die Teilgleichungen addiert.
Gleiche beide Teilgleichungen aus: Stelle die Koeffizienten mit ▲/▼ ein (Tastatur: Tab zum Feld, Pfeil ↑/↓). Die Chips zeigen, ob Atome und Ladung stimmen. Bringe dann die Elektronenwaage mit den Faktoren ins Gleichgewicht — die Gesamtgleichung baut sich unten zusammen.
Halte fest: Atome und Ladung müssen schon in jeder Teilgleichung stimmen — der Faktor davor gleicht nur noch die Elektronen aus.
Donator und Akzeptor
Redoxreaktionen funktionieren wie Säure-Base-Reaktionen — nur wandern Elektronen statt Protonen.
- Säure-Base:Protonenübergang: Säure = Protonendonator, Base = Protonenakzeptor.
- Redox:Elektronenübergang: Reduktionsmittel = Elektronendonator, Oxidationsmittel = Elektronenakzeptor.
- Reduktionsmittel:gibt Elektronen ab und wird dabei selbst oxidiert, z. B. \(\ce{Al}\).
- Oxidationsmittel:nimmt Elektronen auf und wird dabei selbst reduziert, z. B. \(\ce{Cu^2+}\).
- Redoxpaar:korrespondierendes Paar Ox/Red wie das Säure-Base-Paar \(\ce{HCl}/\ce{Cl-}\): \(\ce{Cu^2+}/\ce{Cu}\) mit \(\ce{Cu^2+ + 2 e- <=> Cu}\).
- Zwei Paare:An jeder Donator-Akzeptor-Reaktion sind zwei korrespondierende Paare beteiligt.
Donator-Akzeptor-Prinzip: Säure-Base-Reaktionen übertragen Protonen, Redoxreaktionen Elektronen — jeweils vom Donator zum Akzeptor.
Allgemeine Hinweise
Nicht H⁺, sondern H₃O⁺
Freie Protonen gibt es in Wasser nicht. Gleiche in saurer Lösung mit \(\ce{H3O+}\) aus — pro \(\ce{H3O+}\) entsteht dann ein \(\ce{H2O}\) zusätzlich.
Ladung vor Atomen
Stimmen die Elektronen, gleiche zuerst die Ladung mit \(\ce{H3O+}\) aus und zähle erst dann Sauerstoff und Wasserstoff mit \(\ce{H2O}\) nach.
Mittel ≠ Vorgang
Das Reduktionsmittel wird oxidiert, das Oxidationsmittel reduziert — der Name sagt, was es beim Partner bewirkt.
