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[[Datei:Rust.jpg|mini|Oxidiertes (verrostetes) [[Eisen]]]]
#WEITERLEITUNG [[Slawische Sprachen]]
 
Die '''Oxidation''' ist eine [[chemische Reaktion]], bei der ein [[Atom]], [[Ion]] oder [[Molekül]] [[Elektron]]en abgibt. Seine [[Oxidationszahl]] wird dabei erhöht.<ref>IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), [[doi:10.1351/goldbook.O04362]].</ref> Ein anderer Stoff nimmt die Elektronen auf und wird [[Reduktion (Chemie)|reduziert]]. Beide Reaktionen zusammen werden als Teilreaktionen einer [[Redoxreaktion]] betrachtet.
 
: Oxidation:
:<math>\mathrm{A \longrightarrow A}^{n+} + n\,\mathrm{e^-}</math>
: <small>Stoff A gibt ''n'' Elektronen ab.</small>
 
== Geschichte ==
Der Begriff ''Oxidation'' wurde ursprünglich von dem [[Chemiker]] [[Antoine Laurent de Lavoisier]] geprägt, der damit die Vereinigung von [[Chemisches Element|Elementen]] und [[Chemische Verbindung|chemischen Verbindungen]] mit dem Element [[Sauerstoff]] (Oxygenium, franz: oxygène), also die Bildung von [[Oxide]]n, beschreiben wollte.
 
Später erfolgte eine Erweiterung des Begriffes, indem man Reaktionen mit einbezog, bei denen einer Verbindung [[Wasserstoff]][[atom]]e entzogen wurden ([[Dehydrierung]]). So werden z.&nbsp;B. bei vielen biochemischen Vorgängen [[Organische Chemie|organischen]] Verbindungen Wasserstoffatome durch bestimmte [[Coenzym]]e (NAD, NADP, FAD) „entrissen“.
 
Auf Grundlage der Ionentheorie und des [[Bohrsches Atommodell|Bohrschen Atommodells]] konnte die Oxidation schließlich unter elektronentheoretischen Gesichtspunkten interpretiert und verallgemeinert werden. Das Charakteristische an diesem Vorgang wird nun in der Elektronenabgabe eines chemischen Stoffes gesehen.
 
== Oxidation durch Sauerstoff ==
[[Datei:Lagerfeuer.jpg|mini|[[Feuer]] als Beispiel für eine Oxidation unter Flammenerscheinung]]
 
=== Ursprüngliche Bedeutung ===
Als Oxidation im ursprünglichen Sinn bezeichnete man früher die chemische Reaktion eines Stoffes mit Sauerstoff. Oxidationen unter Flammenerscheinung werden als Verbrennung oder Feuer bezeichnet. Dazu zählt auch das [[Feuerwerk]].
 
=== Klassische Beispiele ===
Klassische Beispiele für die Oxidation durch Sauerstoff sind alle Arten der [[Verbrennung (Chemie)|Verbrennung]] von [[kohlenstoff]]haltigen Stoffen unter [[Luft]]sauerstoff, beispielsweise Verbrennung von [[Kohle]], Holz, [[Erdgas]], [[Flüssiggas]], [[Motorenbenzin|Benzin]] im [[Motor]], [[Kerze]]n usw. Ausgehend von Kohle (reiner Kohlenstoff) gibt jedes Kohlenstoff-Atom vier Elektronen an zwei Sauerstoff-Atome zur Ausbildung von zwei [[Doppelbindung]]en ab. Es entsteht [[Kohlenstoffdioxid]] (CO<sub>2</sub>).
: <math>\mathrm{C + O_2 \longrightarrow CO_2}</math>
: <small>Kohlenstoff + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid</small>
 
Nahrung wird im Körper in den vielen Schritten des biochemischen [[Stoffwechsel]]s unter anderem zu körpereigenen Stoffen, [[Kohlenstoffdioxid]] (CO<sub>2</sub>) und Wasser oxidiert. Ein Beispiel ist die [[β-Oxidation]] von Fettsäuren. Auch die [[enzymatische Bräunung]] beruht auf der Oxidation. Nicht nur ''[[in vivo]]'', auch ''[[in vitro]]'' können [[Organische Chemie|organische]] Stoffe auf vielfältige Weise mit Sauerstoff reagieren: Ein [[Primär (Chemie)|primärer]] Alkohol ([[Alkanole|Alkanol]]) wird sanft oxidiert. Dabei entsteht zunächst ein [[Aldehyde|Aldehyd]] ([[Alkanale|Alkanal]]), bei nochmaliger Oxidation eine [[Carbonsäure]] ([[Alkansäuren|Alkansäure]]). Bei energischerer Oxidation kann der Schritt zum Aldehyd übersprungen werden, so dass die Oxidation des primären Alkohols direkt zur Isolation einer Carbonsäure führt.<ref name="Lüning">Ulrich Lüning: ''Organische Reaktionen'', 2. Auflage, Elsevier GmbH, München, 2007, S. 145, ISBN 978-3-8274-1834-0.</ref> Wird ein [[Sekundär (Chemie)|sekundärer]] Alkohol oxidiert, so bildet sich dabei ein [[Ketone|Keton]] ([[Alkanon]]).<ref name="Beyer">Hans Beyer und Wolfgang Walter: ''Organische Chemie'', S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1984, S. 201, ISBN 3-7776-0406-2.</ref> [[Tertiär (Chemie)|Tertiäre]] Alkohole können auf Grund ihrer bereits vorhandenen drei C-Bindungen nicht zu einer [[Carbonylgruppe|Carbonylverbindung]] oxidiert werden.
 
[[Eisen]] rostet ([[Korrosion|korrodiert]]) unter dem Einfluss von Sauerstoff und bildet verschiedene Eisen[[oxide]] ([[Rost]], Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>, FeO). [[Aluminium]] überzieht sich durch Luftoxidation mit einer Schutzschicht aus [[Aluminiumoxid]].
 
Bei der Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff (siehe ''[[Knallgas]]'') entsteht [[Wasser]] (''Wasserstoffoxid'', H<sub>2</sub>O):
: <math>\mathrm{2 \ H_2 \ + \ O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O}</math>
: <small>Wasserstoff + Sauerstoff (''Knallgas'') reagieren zu Wasser</small>
 
=== Moderne Definition ===
Auch heute noch assoziiert man mit dem Begriff Oxidation vielfach die Umsetzung mit (Luft-)Sauerstoff und die Bildung von Oxiden. Jedoch ist im Rahmen der allgemeineren Definition diese Reaktion nur eine von vielen, die sich mit Hilfe der [[Valenzelektronen]]theorie erklären lässt.
 
Reagiert z.&nbsp;B. ein [[Metalle|Metallatom]] mit einem Sauerstoff-Atom, so kann man die Oxidation des Metalls und somit die Metalloxidbildung anhand folgender [[Reaktionsgleichung]]en nachvollziehen:
 
: Oxidation:
: <math>\mathrm{M \longrightarrow M^{2+} + 2e^-}</math>
: <small>Oxidation: Das Metall M gibt zwei Elektronen ab.</small>
 
: Reduktion:
: <math>\mathrm{O_2 + 4e^- \longrightarrow 2\ O^{2-}}</math>
: <small>Reduktion: Sauerstoff nimmt pro Atom je zwei Elektronen auf.</small>
 
: <math>\mathrm{2\ M + O_2 \longrightarrow 2\ M^{2+} + 2\ O^{2-}}</math>
: <small>Redoxreaktion: Sauerstoff oxidiert das Metall und wird dabei selbst reduziert.</small>
 
Sauerstoff hat in diesem Fall die Tendenz, durch Aufnahme von zwei Elektronen eine stabile Valenz[[elektronenschale]] mit insgesamt acht Elektronen aufzubauen ([[Oktettregel]]). Das Metall wiederum kann durch Abgabe der Elektronen teilbesetzte Schalen auflösen und so die nächstniedrigere stabile [[Elektronenkonfiguration]] erreichen.
 
== Oxidation ohne Sauerstoff ==
Der erweiterte Begriff der Oxidation wird heute auf Reaktionen angewandt, die nach dem gleichen chemischen Prinzip ablaufen, auch wenn kein Sauerstoff daran beteiligt ist. In diesem weiteren Sinne bedeutet Oxidation das Abgeben von [[Elektron]]en. Zum Beispiel gibt bei der Reaktion von [[Natrium]] und [[Chlor]] zu [[Natriumchlorid]] das Natriumatom ein Elektron an das Chloratom ab, Natrium wird also oxidiert. Im Gegenzug wird Chlor dabei reduziert.
 
; Teilreaktion Oxidation:
: <math>\mathrm{Na \longrightarrow Na^+ + e^-}</math>
: <small>Natrium gibt ein Elektron ab.</small>
 
; Teilreaktion Reduktion:
: <math>\mathrm{Cl + e^- \longrightarrow Cl^-}</math>
: <small>Im Gegenzug wird Chlor durch Aufnahme eines Elektrons reduziert.</small>
 
; Gesamtreaktion:
: <math>\mathrm{Na + Cl \longrightarrow Na^+ + Cl^-}</math>
: <small>Natrium und Chlor reagieren in einer Redoxreaktion miteinander.</small>
 
Da Chlor nur molekular als Cl<sub>2</sub> in die Reaktion eingeht, schreibt man [[stöchiometrisch]] richtig:
 
: <math>\mathrm{2 \ Na + Cl_2 \longrightarrow 2 \ Na^+ + 2Cl^- (2 \ NaCl)}</math>
 
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Oxidation}}
 
== Weblinks ==
{{Commonscat|Oxidations|Oxidation}}
{{Wiktionary}}
{{Wiktionary|Oxydation}}
 
== Einzelnachweise ==
<references />
 
{{Normdaten|TYP=s|GND=4137187-2|LCCN=sh/85/096307|NDL=00570145}}
 
[[Kategorie:Chemische Reaktion]]
[[Kategorie:Chemie]]
 
{{Wikipedia}}

Aktuelle Version vom 6. Februar 2019, 11:14 Uhr

Weiterleitung nach:

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