oxidieren

Oxidieren bezeichnet in der Chemie einen Prozess, bei dem die Oxidationsstufe eines Atoms oder Moleküls erhöht wird. Typischerweise erfolgt dies durch Abgabe von Elektronen; häufig aber auch durch die Aufnahme von Sauerstoff. Die Gegenreaktion ist die Reduktion, bei der Elektronen aufgenommen werden. Zusammengenommen bilden Oxidation und Reduktion Redoxreaktionen. Für die Beschreibung werden formale Oxidationszahlen verwendet, zum Beispiel ist Sauerstoff meist -2 und Wasserstoff meist +1 in Verbindungen. Steigt die Oxidationszahl eines Elements an, gilt es als oxidiert.

Oxidation kann auf viele Weise erfolgen: durch Elektronenübertragung zwischen Reaktionspartnern oder durch Reaktionen mit Oxidationsmitteln wie Sauerstoff, Halogenen oder Permanganat. Typische Beispiele sind die Rostbildung von Eisen (Fe reagiert mit Sauerstoff und Wasser zu Eisenoxiden) und die Verbrennung von Brennstoffen in Gegenwart von Sauerstoff. Auch in der Umwelt spielt Oxidation eine große Rolle, zum Beispiel beim Abbau organischer Stoffe oder bei der Neutralisierung von Schadstoffen.

In der Biochemie liefern Redoxreaktionen Energie: Bei der Zellatmung wird Glukose schrittweise oxidiert, während Sauerstoff reduziert wird, wodurch ATP gewonnen wird. Redoxpaarungen spielen auch eine zentrale Rolle in Enzymreaktionen und beim Stoffwechsel, zum Beispiel über Träger wie NAD+/NADH. In der Technik sind Oxidationsprozesse zentral in Batterien, Korrosion, Verbrennung und Feuerlöschung. Oxidationsmittel fungieren als Elektronenakzeptoren in elektrochemischen Zellen.

Die Messung von Redoxreaktionen erfolgt oft durch das Redoxpotential oder den Oxidations- bzw. Reduktionsgrad. In der Praxis beeinflusst die Umwelt die Richtung einer Oxidation, etwa durch Temperatur, Feuchtigkeit und das Vorhandensein anderer Reaktanten. Der Begriff Oxidation wird auch in der Alltagssprache genutzt, etwa bei der Verwitterung metallischer Oberflächen oder beim Brennen chemischer Substanzen.