Reduktionszustand

Reduktionszustand bezeichnet in der Chemie den formalen Oxidationszustand eines Atoms in einer Verbindung oder eines Ions. Er ist eine Zuweisung von Elektronen, die dem Atom formal zugeordnet werden, und dient der Bilanzierung von Elektronentransfers in Redoxreaktionen. Die Summe der Oxidationszahlen aller Atome in einer Verbindung entspricht der Gesamtladung des Systems.

Zur Bestimmung des Reduktionszustands gelten einige Regeln: Elementarstoffe haben Oxidationszahl 0; ein Ion trägt die Ladung des Ions; Fluor hat immer -1; Sauerstoff hat in den meisten Verbindungen -2; Wasserstoff hat vorwiegend +1; in Metallhydriden kann Wasserstoff -1 sein; in Peroxiden hat Sauerstoff -1. Die Oxidationszahlen addieren sich so, dass die Gesamtladung der Verbindung erfüllt ist. In komplexeren Fällen, wie Übergangsmetallkomplexen, gelten weitere Ausnahmen.

Reduktionszustand ändert sich in Redoxreaktionen durch Elektronenübertragung. Ein Reduktionsmittel wird oxidiert und erhöht seinen Oxidationszustand; ein Oxidationsmittel wird reduziert und senkt seinen Zustand. Beispiele: In NaCl hat Natrium den Zustand +1, Chlor- ist -1; in MnO4- hat Mangan +7, in Mn2+ +2. Ein Elektronenaustausch zwischen Reaktionspartnern führt zu Änderungen der Reduktionszustände der beteiligten Atome.

Der Reduktionszustand ist ein formales Konzept, das hilft, Redoxprozesse zu verstehen und zu beschreiben. In manchen Fällen entspricht er der tatsächlichen Elektronenverteilung nicht exakt, besonders in stark kovalenten Bindungen oder Metallkomplexen. Dennoch bildet er die Grundlage zur Einordnung von Reduktionsmitteln, Oxidationsmitteln und redoxaktiven Prozessen in Chemie, Biochemie und Umweltwissenschaften.