Schwierigkeitsgrad

<< zurück zur Übersicht [Redoxreaktionen]

Grundlagen Redoxreaktionen

Bestimmung von Oxidationszahlen

In diesem Beitrag wird gezeigt, wie man die Oxidationszahlen bzw. Oxidationstufen von gebunden Atomen bestimmt. Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationszahl der Ladung. Die Oxidationszahl hat ein Vorzeichen, das auf der Ladung (real oder gedanklich, s. Video) beruht, der Wert entspricht auch dem Wert dieser Ladung, geschrieben als römische Ziffer. Beim Chlorid-Ion mit der Ladung 1- ist die Oxidationszahl somit -I, bei Mg(2+) ist sie +II.

Zu diesem Thema existieren mittlerweile 2 Videos - eines aus den Anfangstagen und ein neueres. Auch wenn es zwischen beiden einen enormen Qualitätsunterschied gibt, bleiben beide Versionen online - das Warum wird im Infobereich dieser Seite erklärt.


Grundlagen

Für dieses Video benötigst du eigentlich keine besonderen Vorkenntnisse. Das Grundprinzip ist nur die Betrachtung von Elektronegativitätsdifferenzen, daher ist das folgende Video vielelicht noch ganz interessant:


Video

zuerst das neue Video:

 

Direktlink zum Video auf Youtube

Zusammenfassung in Textform (mit Zeitangaben)

Bestimmung von Oxidationszahlen

 

Das Bestimmen von Oxidationszahlen ist wichtig für das Verständnis einer ganzen Reihe von chemischen Mechanismen und Rektionen allgemein. Ein Beispiel, bei dem die Bestimmung der Oxidationszahlen eine wesentliche Rolle spielt, ist beim Ausgleichen von Redox-Reaktionen.

Oxidationszahlen werden mit einem Vorzeichen und in römischer Schreibweise in der Regel über das Atom geschrieben.

 

5 Faustregeln zur Bestimmung von Oxidationszahlen  (00:45)

 

1.1 Reinstoffe: Die Summe aller Oxidationszahlen (Nox) ist gleich Null

(Gemeint mit Reinstoffen sind Elemente, elektrisch neutrale Moleküle und Salze)

1.2  Ionen: Die Summe der Oxidationszahlen entspricht der Ionenladung

2.   Metalle: Metalle besitzen eine positive Oxidationszahl

3.   Fluor hat die Oxidationszahl -I

4.   Wasserstoff hat (meist) die Oxidationszahl +I (Ausnahme sind zB. Hydride, weil dort erst Regel 2 greift)

5.  Sauerstoff hat meistens die Oxidationszahl –II (Ausnahme sind zB. Peroxide)

 

Beispiel anhand eines Ions (03:40)

Na+Cl- Natriumchlorid (Kochsalz) besteht aus Natrium- und Chloridionen. Die Natriumionen sind einfach positiv geladene Kationen und die Chloridionen sind wiederum einfach negativ geladene Anionen. Auf Natriumchlorid treffen direkt mehrere Regeln zu, so ist dieses Salz gut geeignet um die Faustregeln anzuwenden. Gemäß Regel 1.2 hat das Natriumion eine Oxidationszahl von +I und das Chloridion von –I. Die Zahlen +I und –I entsprechen genau den entsprechenden Ionenladungen. Da Salz ebenfalls ein Reinstoff ist, ist die Summe der Oxidationszahlen der Ionenverbindung gleich Null (Regel 1.1). Genauso gilt Regel 2 für das Natriumion in diesem Salz, weil Natrium ein Metall ist und deswegen eine positive Oxidationszahl besitzt.

 

Beispiel anhand einer kovalenten Bindung (06:00)

Das Carbonation ( CO32-) hat ein zentrales Kohlenstoffatom an welches drei Sauerstoffatome gebunden sind. Von diesen binden jeweils zwei mit einer Einfachbindung und eines mit einer Doppelbindung. Die einfach bindenden Sauerstoffatome tragen eine negative Ladung.

Nun werden die 5 Faustregeln abgearbeitet. Dabei stellt man fest, dass nur Regel 1.2 und 5 zutreffen, weil das Carbonation weder ein Reinstoff ist, noch enthält es Metall-, Fluor-, oder Wasserstoffatome. Regel 1.2 besagt, dass die Summe aller Oxidationszahlen gleich der Ionenladungen sein muss. Diese beträgt -2.

 

Vorgehensweise ohne Faustregeln (07:44)

Mit der grundsätzlichen Herangehensweise zur Bestimmung der Oxidationzahlen kann auch die Richtigkeit der Faustregeln demonstriert werden. Bei Molekülen werden die jeweiligen Bindungselektronen den dazugehörigen elektronegativeren Bindungspartner zugeschrieben. (diese Vorgehensweise erklärt auch, warum Fluor immer die Oxidationszahl -I trägt)

Nun werden die Elektronen, die zugeschrieben wurden und bereits vorhanden waren (freie Elektronen), zusammengezählt. Die ursprüngliche Valenzelektronenkonfiguration wird jetzt mit der gerade bestimmten Zahl subtrahiert. Die Differenz entspricht der Oxidationszahl des jeweiligen Atoms.

Oxidationszahl = (elementare Valenzelektronenkonfiguration) - (Anzahl zugeschriebener und bereits vorhandenen Elektronen)

Beim Carbonation ist Sauerstoff das elektronegativste Element deswegen werden den Sauerstoffatomen alle Bindungselektronen zugeschrieben. Zusammen mit den dazugehörigen freien Elektronen besitzen die Sauerstoffatome jeweils acht Elektronen, zwei mehr als in der elementaren Valenzelektronenkonfiguration. Die Oxidationszahl ist deswegen –II. Auf gleicher Art und Weise kann die Oxidationszahl des Kohlenstoffs bestimmt werden.

Üblicherweise, so wie auch im Video, wird die Bestimmung der Oxidationszahl über die Regel 1.2 vollzogen. Da die Summe aller Oxidationszahlen nach Regel 1.2. -2 ist, muss das Kohlenstoff die Oxidationszahl +IV haben um die Summe der Oxidationszahl der Sauerstoffe auszugleichen.

Nox = Ionenladung = -2 = 3 * (-2) + 4

 

Bestimmung der Oxidationszahlen von Permanganat (11:55)

Bei diesem Beispiel treffen Regel 1.2, 2 und 5 zu.

Regel 1.2: Die Summe aller Oxidationszahlen beträgt -1

Regel 2: Mangan ist ein Metall und besitzt damit eine positive Oxidationszahl

Regel 5: O4- -> Summe aller Oxidationszahlen der Sauerstoffe= 4 * (-II) = - 8

Da die Sauerstoff-Oxidationszahlen von -8 und die noch unbekannte Oxidationszahl vom Mangan insgesamt -1 betragen muss, lässt sich die Oxidationszahl vom Mangan (X) durch folgende Gleichung lösen:

4* (-II) + X = -1

X = -1 + 8 = +VII

Mangan hat die Oxidationszahl +VII, somit wurde allen Atomen eine Oxidationszahl zugewiesen.

 

und hier die alte Version:

 

Direktlink zum Video auf Youtube

 


Ich habe versucht, dir in Chemie zu helfen und würde mich nun freuen, wenn du alteso.de hilfst. Das geht am einfachsten, indem du die Seite empfiehlst und mit deinen Freunden teilst:

 

 

alteso.de ist natürlich auch in sozialen Netzwerken vertreten und freut sich immer über neue Anhänger!

Facebook-Seite | Google+ Seite

 

Weitere Möglichkeiten zur Mithilfe findest du unter dem entsprechenden Punkt im Info-Bereich. Vielen Dank!


Weiterführende Videos

 

 

 

Diskussion

Kommentare   

 
+1 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nAnne 2014-01-19 11:02
Ich finde deine Videos wirklich sehr hilfreich. Vielen Dank dafür!

Aber einwas verstehe ich nicht. Wie kommt man auf die Ionenladungen? Sind die irgendwo gelistet?
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+1 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nAlex 2014-01-19 12:21
Da gibt es verschiedene Erklärungen, je nach Vorwissen, das du schon hast.

Der einfachste Weg für die "niedrigen" Elemente ist, dass man schaut, wie am besten eine Edelgaskonfigur ation erreicht werden kann. Beim Natrium aus der ersten Hauptgruppe geht das am besten, wenn ein Elektron abgegeben wird - daher sind Natriumionen einfach positiv geladen. Bei Halogenen wie zb. Chlor geht das am besten, wenn ein Elektron aufgenommen wird, daher in der Regel Ladung von -1.

Allgemein und ohne dein Vorwissen zu kennen, kann ich das aber nicht pauschal beantworten. Gelistet sind die natürlich, ein element kann aber auch verschiedene Oxidationstufen annehmen. Um das zu erklären, müsstest du sagen, welche Elemente da von besonderem Interesse sind.

Grüße,

alex
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
0 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nAlex 2013-09-23 07:08
Bitte hilf mir auf die Sprünge. Ich rechne doch:

3*(-2) + x = -2
-6 + x = -2

stelle um und löse

x = +4

x ist die OZ des Kohlenstoffs. Im Video sage ich auch -6.

Dann sage ich " Minus 2 plus 6 ergibt 4" - das ist das Ausgleichen. Man muss ja addieren um nach x umzustellen.
Kann es sein, dass du das falsch aufgenommen hast?

Grüße,

alex
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
0 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nSomeone 2013-09-22 20:20
Hi, ich verstehe die Rechnung beim ersten Video, ab der Minute 10:59 nicht. Warum kommt bei 3 * -2 , 6 raus und nicht -6, denn du rechnest dann ja 6 - 2, um die Oxidationszahl vom Kohlenstoffatom zu bestimmen.
Danke schonmal im Vorraus.

Und vielen Dank für die super Seite. Ersetzt viele Bücher , viel Zeit, viel Langweile und schlechte Noten.
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+1 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nAlex 2013-04-18 13:25
Jo, klar, das ist der Grundgedanke ;-)

Welche "mathematische Herleitung" meinst du denn? Im neuen oder im alten Video?

Eiegntlich ist ja nur etwas ausführlicher erklärt um auch nicht nur stupide Regeln lernen zu müssen - Wäre nett, wenn du mir da nochmal genauer sagst, was dir nicht gefällt, dann kann ich versuchen, so etwas zu verbessern!

Grüße,

alex
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
-2 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nhojo 2013-04-18 13:18
hej!
Danke für deine Mühen.
Etwas Kritik: Die mathematische Herleitung zur Bestimmung der Oxidationszahl des C-Atoms im Carbonat ist recht abschreckend. Kann man es nicht so erklären, da man ja anhand der 5. Regel davon ausgeht, dass jedes Sauerstoff in diesem Fall -II ist und das C-Atom einfach +IV sein muss, um das Carbonatmolekül nach außen hin auf -II zu bringen?
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+2 # Super erklärtLea 2013-01-15 15:26
Ich bin total glücklich auf die Seite (über Youtube) gestoßen zu sein, lerne für uni Chemie und spare mir viel arbeit damit alte Sachen hier nochmal aufzufrischen und neue Sachen schnell zu kapieren, super sache! Vielen Dank!
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+2 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nnich so wichtig 2012-12-19 21:49
echt ne gut seite ;) ;-)
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+9 # Danke ;)Lasse 2012-11-24 17:54
Nochmal perfekt zusammengefasst ! Die Regeln werden klar, und besonders der Einfluss von Ionladungen wird deutlich!
Bin auch auf youtube auf dihc gestoßen, und finde besonders die bsp. Aufgaben sehr, sehr hilfreich!
Danke
:-)
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+2 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nAlex 2012-11-04 16:50
Danke, die Geschichte mit den elektronenüberg ängen kann ich bei evtl. kommenden Übungsvideos natürlich kurz mit einschieben, Danke für den Hinweis!

alex
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+3 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nhof 2012-11-04 15:43
Ich finde dieses Video sehr hilfreich.
Sie erklären von anfang an und an einem Beispiel. Das macht das ganze anschaulich. Natürlich muss man auch nachdem man sich das Video angesehen hat üben, um die Anwendung zu beherrschen. Das Grundprinzip ist aber verständlich erklärt(ein gewisses Vorwissen aus der Schule muss natürlich vorhanden sein).
Das einzige was nicht aufgeführt wurde waren die Elektronenüberg änge, die ich in der Schule angeben muss. Beispiel: Ca2+ + 2e- -> Ca
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
+3 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nAlex 2012-10-30 18:13
Welches Video ist unverständlich? Das erste oder das zweite?

Klare Regeln sind doch eigentlich in beiden aufgeführt, noch allgemeiner und auf EINE Regel beschränkt - Alle Bindungselektro nen werden dem jeweils elektronegative ren Partner zugeschrieben.

Soweit klar? Wär nett, wenn du dich nochmal meldest, damit ich weiß, was verbessert werden muss!
Grüße
alex
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren
 
 
-2 # RE: Bestimmung von Oxidationszahle nLara 2012-10-30 18:07
Ich finde, das Video nicht grade verständlich...
Kann man da keine klare Regel nennen?

(Kann auch sein, dass das an mir liegt)
Antworten | Antworten mit Zitat | Zitieren