Chemie-06: Redoxreaktionen und Elektrochemie

Warum glüht Magnesium beim Verbrennen hell, während Eisen beim Rosten scheinbar „einfach nur“ braun wird? Hier lernst du Redoxreaktionen Schritt für Schritt so kennen, wie sie in der Schule wirklich gebraucht werden – vom ersten Sauerstoffkontakt bis zur Elektrochemie. Du startest bei Oxidation als Reaktion mit Luftsauerstoff: beim Verbrennen von Magnesium und Kohlenstoff sowie bei Holz, und beim langsamen Rosten von Eisen. Dabei wird klar, was ein Oxid ist, warum bei einer Verbrennung Wärme und Licht frei werden und warum beim Rosten Wärme nur sehr langsam entsteht. Danach geht es zur Reduktion als Sauerstoffentzug: Eisen entsteht im Hochofen aus Fe2O3, gesprochen Eisen(III)-oxid, mit Kohlenstoff und CO, gesprochen Kohlenstoffmonoxid. Auch CuO, gesprochen Kupfer(II)-oxid, wird mit H2, gesprochen Wasserstoff, reduziert. So verstehst du, warum Oxidation und Reduktion immer gekoppelt sind – und was „Redox“ bedeutet. Anschließend erweiterst du den Begriff: Oxidation ist Elektronenabgabe, Reduktion Elektronenaufnahme. Das übst du ohne Sauerstoff an Mg mit Cl2 zu MgCl2 sowie an Na zu NaCl – inklusive Oxidationsmittel und Reduktionsmittel. Du lernst Oxidationszahlen sicher nach Regeln zu bestimmen (z.B. in H2O, CO2, NH3 und Schwefelsäure) und Redoxgleichungen über Teilgleichungen im sauren und alkalischen Milieu auszugleichen. Praktisch wird das Wissen mit Redoxreihe, Daniell-Element, Nernst-Gleichung, Batterien und Akkus, Elektrolyse, Korrosion und Korrosionsschutz – damit du Reaktionen nicht nur auswendig kannst, sondern begründet einordnest.