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02.2 - Redox-Reihe der Elemente

Reiter

Wer wird oxidiert, wer wird reduziert? 

Beim Betrachten verschiedener Edukte, stellt man sich zwangsläufig die Frage, wer oxidiert und wer reduziert wird. Um dies schnell beantworten zu können, lohnt sich ein Blick in die nachfolgende Tabelle. Mithilfe dieser Tabelle können Vorhersagen getroffen werden. 

Drei Hinweise zu der dargestellten Tabelle:

1) Die reduzierte und die oxidierte Form bilden stets ein Redoxpaar.
 
2) Von einige Metallen liegen unterschiedliche oxidierte Formen vor. An dieser Stelle kann vereinfachend angenommen werden, dass alle Nebengruppen-Elemente über zwei Außenelektronen verfügen. Dementsprechend sind sie in der Lage zweifach positiv geladene Kationen zu bilden. Bei einigen Nebengruppen-Elementen liegen jedoch zusätzliche Varianten vor (s. bspw. Eisen oder Kupfer). 
 
3) Die Tendenzen zur Elektronenabgabe bzw. Elektronenaufnahme verlaufen für die reduzierte bzw. oxidierte Form eines Elements in entgegengesetzter Richtung. Dies bedeutet, dass die reduzierende Wirkung eines Reduktionsmittels (Elektronendonators) von oben nach unten abnimmt. Die oxidierende Wirkung eines Oxidationsmittels (Elektronenakzeptors) nimmt von unten nach oben ab. So ist Lithium ein starkes Reduktionsmittel, wie das folgende Beispiel verdeutlicht.

Beispiel Lithium:

Lithium-Atome haben eine hohe Tendenz Elektronen abzugeben. Eine Erklärungsgrundlage bietet hierfür der Blick in den Aufbau eines Lithium-Atoms: 

Über Lithium können wir dem Periodensystem die folgenden Informationen entnehmen:

  • die Ordnungszahl ist 3,
  • es steht in der ersten Hauptgruppe und
  • in der 2. Periode.
Dies bedeutet, dass es über drei Elektronen verfügt (Ordnungszahl), wovon ein Elektron ein Außenelektron ist (Hauptgruppe) und die drei Elektronen in zwei Schalen (K, L) verteilt vorliegen (Periode). 

In der Abbildung ist erkennbar, dass sich in der L-Schale lediglich ein Elektron befindet. Die nächstmögliche energetisch stabile Konfiguration, ist die von Helium. Dementsprechend ist es energetisch günstig für ein Lithium-Atom ein Elektron abzugeben. 

Durch die Abgabe eines Elektrons entsteht ein einfach positiv geladenes Lithium-Ion. Das Li+-Ion hat somit die Edelgaskonfiguration eines Helium-Atoms erreicht.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lassen sich für Oxidationsmittel bzw. Reduktionsmittel die folgenden Merkhilfen festhalten:

  • ein starkes Oxidationsmittel nimmt Elektronen leicht auf (guter Elektronenakzeptor)
  • ein schwaches Oxidationsmittel nimmt Elektronen schwer auf (schlechter Elektronenakzeptor)
  • ein starkes Reduktionsmittel gibt Elektronen leicht ab (guter Elektronendonator)
  • ein schwaches Reduktionsmittel gibt Elektronen schwer ab (schlechter Elektronendonator)