redoxreaktionen

Redoxreaktionen sind chemische Reaktionen, bei denen Elektronen von einem Reaktionspartner auf einen anderen übertragen werden. Dabei ändern sich die Oxidationszahlen der beteiligten Elemente. Die Substanz, die Elektronen verliert, wird oxidiert; die Substanz, die Elektronen gewinnt, wird reduziert. Oxidationsmittel ermöglichen die Oxidation des Partners, Reduktionsmittel ermöglichen die Reduktion.

Zur Analyse werden oft zwei Halbreaktionen eingesetzt: eine Oxidationshalbreaktion, in der Elektronen freigesetzt werden, und eine Reduktionshalbreaktion, in der Elektronen aufgenommen werden. Die Elektronenbilanz zwingt eine Anpassung der Koeffizienten, damit die Reaktion ausgeglichen ist. Der Elektronenaustausch kann direkt erfolgen oder über Vermittler wie Sauerstoff, Wasser oder Metallionen ablaufen. Die Bestimmung der Oxidationszahlen und das Ausgleichen der Reaktion folgen festen Regeln.

Redoxreaktionen spielen eine zentrale Rolle in Technik, Umwelt und Biologie. Beispiele sind Korrosion (Rost), Verbrennung, Metallgewinnung, Batterien und Brennstoffzellen sowie Elektrolyse. In biologischen Systemen steuern Redoxprozesse die Zellatmung und die Photosynthese; auch der Abbau schädlicher Stoffe beruht oft auf Redoxreaktionen.

Die Stärke einer Redoxreaktion wird durch Redoxpotenziale beschrieben. Standardredoxpotentiale (E°) geben die Tendenz zur Elektronenabgabe oder -aufnahme an, während der Nernst-Gleichungssatz Konzentrationen, Temperatur und pH berücksichtigt. Insgesamt zeichnen sich Redoxreaktionen durch Elektronenübertragung und veränderte Oxidationszahlen aus, mit breiten Anwendungen in Wissenschaft und Technik.