=== Oxidation=Grundlagen ==Eine Sofern nicht mehr geläufig, solltest Du zunächst die folgenden Fachbegriffe wiederholen: * [[Wertigkeit]]* [[Elektronegativität]]* [[Oxidation ist:]]* [[Reduktion]]* [[Redoxreaktion]]
- in erster Linie eine Reaktion, bei der '''[[Elektron]]en abgegeben''' werden== Allgemeine Definition von Oxidationszahlen ==
- Unter der ursprünglichen Definition nach eine Reaktion mit Oxidationszahl (auch: Oxidationsstufe) eines [[Element]]s versteht man die Ladung, die ein Atom des Elements hätte, wenn die [[SauerstoffElektron]] (bei einer Reaktion mit en aller von diesem Atom ausgehenden Bindungen dem jeweils stärker [[Sauerstoffelektronegativ]] eren Atom zugeordnet werden '''. Die Oxidationszahl entspricht also vom Zahlenwert der [[ElektronWertigkeit]]en abgegeben'''aber wird im Unterschied zu dieser mit Vorzeichen (+/-)angegeben.
Beispiel:<br>== Schreibweise ==
Mg [[BildOxidationszahlen werden in römischen Ziffern über dem jeweilige Atom angegeben. Bei negativer Ladung werden Vorzeichen gesetzt, bei positiver OZ kann darauf verzichtet werden. Beispiel Wasser:Pfeil.gif]] Mg<sup>2+</sup> + 2e-<br><br>
{{oxi| I -II|H<sub>2</sub>O}}==Anwendung der Oxidationszahlen =Reduktion=Oxidationszahlen helfen,* die Ladungsverschiebung innerhalb eines Moleküls zu bestimmen* die Indices für die [[Summenformel]]n innerhalb einer chem. Verbindung abzuleiten.* zu erkennen, welches Element oxidiert bzw. reduziert wurde: eine Elektronen-Abgabe geht mit einer Erhöhung der Oxidationszahl einher (=[[Oxidation]]), bei einer Elektronen-Aufnahme wird die Oxidationszahl verringert (=Eine [[Reduktion ist:]]).
- in erster Linie eine Reaktion, bei der == Regeln zur Ermittlung von Oxidationszahlen ==Ordnet man ''formal''die Bindungselektronen dem [[Elektronelektronegativ]]en aufgenommeneren Atom zu, ergeben sich folgende Regeln zur Ermittlung der Oxidationszahlen. Die Regeln sind '''hierarchisch''' werden, d. h. in der vorgegebenen '''Reihenfolge''' anzuwenden:# Atome im elementaren Zustand und ungeladene Moleküle haben die Oxidationszahl Null, z. B.: C, Si, N<sub>2</sub>, Fe. # [[Fluor]] hat als [[elektronegativ]]stes [[Element]] in seinen Verbindungen die Oxidationszahl –I.- der ursprünglichen Definition nach eine Reaktion mit # [[WasserstoffMetalle]] (bei einer Reaktion mit in ihren Verbindungen besitzen positive Oxidationsstufen.# [[Wasserstoff]] werden 'hat in seinen Verbindungen die Oxidationszahl +I.<br>''Ausnahme: in Metall-[[ElektronHydride]]en aufgenommenn -I, weil erst die 3. Regel zu beachten ist. Beispiel: LiH.''')Beispiel:# [[Sauerstoff]] hat in Verbindungen die Oxidationszahl –II.<br> Cl''Ausnahmen: in Verbindungen mit [[Fluor]] pos. Oxidationszahl wg. 2. Regel; in Peroxiden wie [[Wasserstoffperoxid|H<sub>2</sub> + 2e- [[Bild:Pfeil.gif]] 2ClO<supsub>-2</supsub><br><br>===Redoxreaktion===Eine Redoxreaktion ]] Ox. +I für H u. –I für O, weil die 4. Regel von höherem Rang ist:.'' - eine Abspaltung # Die Ladung von [[ElektronIonen]]en und eine Aufnahme von entspricht ihrer Oxidationszahl, in mehratomigen [[ElektronIonen]]en (Oxidation und Reduktion) innerhalb einer Reaktionals Summe der Oxidationszahlen aller Atome.
[[Bild:PfeilOxidationszahlen_phosphorsaeure.gifpng|right|thumb|300px|H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>]]Oxidation und Reduktion sind immer aneinander gekoppelt
'''Denn:''' Wo [[Elektron]]en abgegeben werden, müssen sie auch wieder aufgenommen werden!== Bestimmung der Oxidationszahlen am Beispiel von Phosphorsäure ==
Beispiel# Als erstes wird die [[Strukturformel]] aufgezeichnet.# Nun werden die [[Elektronegativität]]en (EN) innerhalb der Verbindung bestimmt und durch Einzeichnen roter Klammern am [[elektronegativ]]eren Atom kenntlich gemacht:<br>Da [[Sauerstoff]] (O) eine höhere [[EN]] als [[Phosphor]] (P) und [[Wasserstoff]] (H) besitzt und somit die Elektronen stärker an sich heranziehen kann, folgt, dass Sauerstoff ''formal'' eine negative Ladung trägt.# Regeln 1-5 der Reihe nach abarbeiten:<br>Regeln 1-3 treffen für H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> nicht zu, da hier die entsprechenden Elemente nicht vorkommen.<br>Gemäß Regel 4 gilt, dass Wasserstoff die Oxidationszahl I hat. Nach der 5. Regel trägt Sauerstoff die Oxidationszahl -II.<br>Ausnahmen liegen nicht vor, da [[Phosphorsäure]] weder ein Metall-Hydrid noch ein Peroxid ist.<br>Da die Summe aller Oxidationszahlen gleich Null sein muss, kann man errechnen, das Phosphor eine Oxidationszahl von V (fünf) hat. Probe: 4{{*}}(-2) + 3{{*}}1 + 5 = 0
----===Oxidationszahlen===Unter der Oxidationszahl eines [[Element]]s versteht man die Ladung, die ein Atom des Elements hätte, wenn die [[Elektron]]en aller von diesem Atom ausgehenden Bindungen dem jeweils stärker [[elektronegativ]]eren Atom zugeordnet werden.=== Regeln zur Ermittlung von Oxidationszahlen ===Ordnet man ''formal'' die Bindungselektronen dem [[elektronegativ]]eren Atom zu, ergeben sich folgende Regeln zur Ermittlung der Oxidationszahlen. Die Regeln sind '''hierarchisch''', d. h. in der vorgegebenen '''Reihenfolge''' anzuwenden:# [[Elemente]] haben die Ox. Null, z.B.: C, Si, N<sub>2</sub>, Fe. # [[Fluor]] hat als [[elektronegativ]]stes [[Element]] in seinen Verb. die Oxidationszahl –I.# [[Metalle]] besitzen positive Oxidationsstufen.# [[Wasserstoff]] hat in seinen Verbindungen die Oxidationszahl +I.<br>''Ausnahme: in Metall-[[Hydride]]n -I, weil erst die 3. Regel zu beachten ist. Beispiel: LiH.'' # [[Sauerstoff]] hat in Verbindungen die Oxidationszahl –II.<br>''Ausnahmen: in Verbindungen mit [[Fluor]] pos. Ox. wg. 2. Regel; in Peroxiden wie H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> Ox. +I für H u. –I für O, weil die 4. Regel von höherem Rang ist.''# Die Ladung von [[Ionen]] entspricht ihrer Ox., in mehratomigen [[Ionen]] als Summe der Oxidationszahlen aller Atome.http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/7/72/Oxidationszahlen_phosphors%C3%A4ure.png----=== Übungsaufgaben ===
Ermittle die Oxidationszahlen der folgenden Atome in folgenden Verbindungen und [[Ionen]]!
[[Bild:Pfeil.gif]][[Oxidationszahl: Lösungen|Hier findet ihr die Lösungen]]
==== Aufgabe 4 ====Ermittle die Oxidationszahlen für die folgenden Lebensvorgänge bzw. Stoffwechselreaktionen. Formuliere zunächst die Reaktionsgleichungen[[Reaktionsgleichung]]en:
* a) Atmung als Oxidation organischer Stoffe am Beispiel [[Glucose]].
* b) „Schwefelatmung“ der Archae-Bakterien, die [[Glucose]] mit [[Schwefel]] und Wasser zu Schwefelwasserstoff und [[Kohlendioxid]] umsetzen. Der [[Schwefel]] wird bei dieser Reaktion reduziert.
[[Bild:Pfeil.gif]][[Oxidationszahl: Lösungen|Hier findet ihr die Lösungen]]
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:[[Bild:Pfeil.gif]][[Oxidationszahl: Lösungen|Hier findet ihr die Lösungen]]=== Quellen =Experiment ==Zur Veranschaulichung ein sehr empfehlenswertes Experiment, bei der die verschiedenen Oxidationsstufen von Mangan optisch unterschieden werden können:{{Ex-ch|136|2|Veranschaulichung der verschiedenen [[Oxidationsstufe]]n von Mangan durch oxidierende Wirkung der Permanganat-Ionen in Abhängigkeit vom pH-Wert [[Diskussion:Mangan|(Hinweis)]]}}
# Chemie heute - Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, Kapitel 8.2 , S. 130-131== PowerPoint Präsentation ==# httpHier findet ihr [[Bild://www.tomchemie.de/Mathe/4/4.2.2.1%20Oxidationszahl%20und%20Elektronegativitaet%20-%20GrundlagenPfeil.htm# httpgif]]'''[[Media://deRedoxrektionen und Oxidationszahlen2.wikipediappt|unsere PowerPoint Präsentation zum Thema Oxidationszahlen]]'''.org/wiki/Oxidationszahl