3.3 Oxidationszahl und Elektronenübergang 53 Oxidationszahl und Elektronenaustausch – Aufstellen der Reaktionsgleichung Mithilfe der Oxidationszahlen können auch Atomen in Molekülen gedachte La dungs zahlen (vgl. S. 51) zugeordnet werden. Damit ist die Voraussetzung gegeben, anhand einer Reaktionsgleichung die Anzahl der Elektronen, die bei der entsprechenden Redoxreaktion übertragen werden, zu bestimmen – und umgekehrt, eine Reaktionsgleichung vollständig aufzustellen. Die Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Kohlenstoff (vgl. Kap. 3.2, LV1) unter Angabe der Oxidationszahlen und Berücksichtigung der Anzahl der ausgetauschten Elektronen lautet: Oxidation (–4e–) 0 0 IV –II Redoxreaktion: C(s) + O2(g) CO2(g) Reduktion (+4e–) In V1 entsteht aus schwarzem Kupfer(II)-oxid und Kohlenstoff rotbraunes Kupfer und Kohlenstoffdioxid (V1) nach folgender Gleichung: Oxidation (–4e–) II –II 0 0 IV –II Redoxreaktion: 2CuO(s) + C(s) 2Cu(s) + CO2(g) Reduktion (+4e–) Die Oxidationszahl der Oxid-Ionen bleibt in diesem Fall unverändert. Durch Elektronenaufnahme werden hier die Metall-Ionen in die MetallAtome (letztlich in das Metall) „zurückgeführt“, „reduziert“. Aus einer solchen „Rückführung“ leitet sich die allgemeine Bezeichnung „Reduk tion“ für alle Reaktionen, die unter Elektronenaufnahme verlaufen, ab. Korrespondierende Redoxpaare Im Kupfer(II)-oxid liegen als Kationen Kupfer(II)-Ionen Cu2+ und als Anionen Oxid-Ionen O2– vor. Bei der Reduktion von Kupfer(II)-oxid nehmen die Kupfer(II)-Ionen Elektronen unter Bildung von Kupfer-Atomen auf: Cu2+ + 2e– Cu. Umgekehrt kann Kupfer oxidiert werden. Dabei geben Kupfer-Atome Elektronen unter Bildung von Kupfer(II)-Ionen ab. Reduktion und Oxida tion sind umkehrbar. Cu Cu2+ + 2e– Kupfer-Atome und Kupfer(II)-Ionen bilden ein korrespondierendes Re dox paar. Schlüsselbegriffe Oxidationszahl, Elektronenübergang, korrespondierendes Redoxpaar Reduktion Oxidation Reduktion N u r zu P rü fz w e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s