Chemische Reaktionen 4 43 Was sind Reduktions-Oxidations-Reaktionen? Wenn metallisches Magnesium mit einer hellen Flamme verbrennt, reagieren Magnesium-Atome mit Sauerstoff-Molekülen und bilden das Salz Magnesiumoxid (B3). Dabei geben die Magnesium-Atome ihre Außenelektronen ab. Man nennt diesen Vorgang Oxidation. Gleichzeitig findet eine Reduktion statt: Das Sauerstoff-Atom nimmt die vom Magnesium-Atom abgegebenen Elektronen auf. Oxidation und Reduktion sind Teilreaktionen, die immer zusammen ablaufen. Elektronen können nur abgegeben werden, wenn gleichzeitig andere Atome diese Elektronen aufnehmen. Daher sind Oxidation und Reduktion untrennbar miteinander verbunden und bilden zusammen die Reduktions-Oxidations-Reaktion (Red-Ox-Reaktion). Diese Elektronenübertragung ist die Grundlage für fast alle energieliefernden Prozesse auf der Erde (B4). Welche energieliefernenden Prozesse kennst du aus dem Alltag? Was passiert, wenn Eisen rostet? Metallisches Eisen verändert an der Luft mit der Zeit sein Aussehen. Es rostet (B5). Dabei bildet sich an der Oberfläche eine Oxidschicht. Dieser Vorgang läuft sehr langsam ab. Man nennt ihn langsame RedOx-Reaktion. Das Eisen-Atom gibt dabei zwei Elektronen ab (Oxidation), wodurch es oxidiert wird. Das Sauerstoff-Atom nimmt zwei Elektronen auf (Reduktion), wodurch es reduziert wird. Auch im menschlichen Körper finden langsame Red-Ox-Reaktionen statt. Dabei werden die Nährstoffe der Nahrung oxidiert und Energie für den Körper wird gewonnen. Findet gemeinsam noch weitere Beispiele für langsame Red-Ox-Reaktionen! Die Verbrennung eines Magnesiumstreifens läuft schnell und mit Flammenbildung ab. Es bleibt nur weißes Pulver (Magnesiumoxid) zurück: Magnesium + Sauerstoff ¥ Magnesiumoxid + Energie 2 Mg + O2 ¥ 2 Mg2+O2– + Energie Solche Verbrennungsvorgänge sind schnelle Red-Ox-Reaktionen. B3 Magnesiumoxid (Mg2+O2–) wird in der Medizin (zB bei Sodbrennen) und in der Lebensmittel- und Bauindustrie verwendet. Magnesiumcarbonat (Mg2+CO 3 2–) wird im Turnsport und beim Klettern verwendet, um die Hände trocken zu halten. Mg + O ¥ Mg2+O2– – 2e– Oxidation (Elektronenabgabe) + 2e– Reduktion (Elektronenaufnahme) ï Bei einer Oxidation werden Elektronen abgegeben. Bei einer Reduktion werden Elektronen aufgenommen. Oxidation und Reduktion laufen immer gemeinsam ab. Daher wird diese Art von Reaktion auch Red-Ox-Reaktion genannt. B4 Die Photosynthese (eine Red-OxReaktion) liefert den Pflanzen Energie zum Wachsen. Die Pflanze wandelt dabei mithilfe von Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff und Zucker um. B5 Rosten ist eine langsame RedOx-Reaktion. Auch in unserem Körper laufen langsame Red-Ox-Reaktionen ab. Nährstoffe, die wir mit der Nahrung aufnehmen, werden über das Blut zu den Zellen transportiert. In den Zellen findet dann die eigentliche Red-OxReaktion statt, bei der Energie freigesetzt wird. Diese wird für lebenswichtige Funktionen im Körper benötigt. Reagieren Metall-Atome mit Sauerstoff-Molekülen, entstehen Metalloxide. Das Rosten von Metallen ist eine langsame Red-OxReaktion. ï Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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