Reduktion

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Hast du gerade das Thema Reduktion in Chemie, brauchst aber noch mehr Erklärung dazu? Dann bist du hier genau richtig: In diesem Artikel wollen wir dir Schritt für Schritt erklären, wie die Reduktion funktioniert. Die Reduktion ist eine Teilreaktion einer Redoxreaktion.



Was ist eine Reduktion?


Falls du unseren Artikel zur Redoxraktion noch nicht gelesen hast, solltest du das schnell nachholen! Hier nochmal eine kurze Wiederholung zur Redoxreaktion, damit du auch den Zusammenhang zur Reduktion verstehst:




Die Reduktion tritt immer zusammen mit der Oxidation auf: beide Reaktionen laufen nämlich nie unabhängig voneinander ab und werden zusammen auch Redoxreaktion genannt.


Definition zur Reduktion

Ein Stoff wird reduziert, wenn er Elektronen aufnimmt.


Zusammengefasst:

  • Elektronenaufnahme = Reduktion
  • Elektronenabgabe = Oxidation




Was passiert bei einer Reduktion?


Während der Reduktion wird einerseits Sauerstoff abgegeben und andererseits Wasserstoff aufgenommen, letzteres nennt man auch Addition. In den folgenden Absätzen werden wir dir diese beiden Vorgänge näher erläutern.



1. Abgabe von Sauerstoff bei der Reduktion

Ganz einfach ausgedrückt kann man sagen, dass die Reduktion die Abgabe von Sauerstoff ist. Zum Beispiel wird ein rotes Quecksilberoxid in Quecksilber und und Sauerstoff gespalten, nennt man es Reduktion:


2 HgO → 2 Hg + O₂


Ein zweites Beispiel: Wenn du Kupfer(II)-oxid (CuO) in Wasserstoffstrom erhitzt, entsteht metallisches Kupfer (Cu). 

Warum? Weil der Wasserstoff mit dem Sauerstoff des Kupfer(II)-oxid Wasser bildet. Also wird dem Kupfer(II)-oxid der Sauerstoff entzogen:


CuO + H₂ → Cu + H₂O



Quelle: Chemiezauber.de


Kommen wir zum dritten Beispiel: Wenn du Kupfer(II)-oxid zusammen mit Kohlenstoff (C) in einem Reagenzglas unter einem Gasbrenner erhitzt, erhältst du einmal Kupfer und einmal Kohlenstoffdioxid.


2 CuO + C → 2 Cu + CO₂


Zusammengefasst:


  • Reduktion = Abgabe von Sauerstoff
  • Durch Abgabe von Sauerstoff kann dieser eine neue Bindung eingehen
    → Es kann ein neuer Stoff entstehen



2. Addition von Wasserstoff bei der Reduktion


Auf einer höheren Ebene wird die Reduktion als Aufnahme von Wasserstoff definiert. 

Aufgepasst: Es werden auch hier Elektronen aufgenommen. Das heißt, es wird ein Proton, sowie ein Elektron aufgenommen. Da das Wasserstoff aber wenig elektronegativ geladen ist, zieht jedes andere Atom das Wasserstoffelektron zu sich hin, wenn es eine Verbindung mit “H” eingeht.


Es ist also eigentlich eher eine Aufnahme von Elektronen als eine Aufnahme von Wasserstoff. Gucken wir uns das ganze an dem Beispiel Acetaldehyd an, welches Wasserstoff aufnimmt und so dann Ethanol entsteht: 


CH₃CHO + H₂ → CH₃CH₂OH

 

Dieser Reduktionsbegriff ist vor allem für biologische Vorgänge wichtig. In vielen Stoffwechselwegen einer Zelle findet durch die Übertragung von Wasserstoff eine Reduktion statt. Dafür hat die Zelle besondere Coenzyme entwickelt. Zum Beispiel NAD, NADP oder FAD, die in der Lage sind, Wasserstoff von einer Verbindung auf eine andere Verbindung zu übertragen.


Zusammengefasst:


  • Reduktion = Aufnahme von Elektronen bzw. Aufnahme von Wasserstoff
  • Elektronenaufnahme kann zur Entstehung einer neuen Verbindung führen




Aktuelle Funktion von Reduktion: Aufnahme von Elektronen


Die Aufnahme von Elektronen oder auch die Verringerung der Oxidationszahl ist die Reduktion auf einer noch höheren Ebene. 


Wenn zum Beispiel ein Eisennagel in eine Kupfersulfatlösung gestellt wird, bildet sich auf dem Nagel ein rotbrauner Belag von metallischem Kupfer. 

Wieso? Weil die Eisenatome Elektronen an de Kupferionen abgeben. Das Kupfer wird dabei reduziert und das Eisen oxidiert.


In dieser allgemeinen Definition läuft eine Reduktion immer parallel zusammen mit einer Oxidation ab: 


Oxidation:

Fe → Fe²⁺ + 2e⁻


Reduktion:

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu


Redoxgleichung:

Fe + Cu²⁺ → Cu + Fe²⁺


Das Eisen nennt man auch Reduktionsmittel, das in diesem Zusammenhang während der Redoxreaktion selbst oxidiert wird. Warum? Da erst durch die Anwesenheit des Eisens die Reduktion des Kupfer möglich ist.


Reduktion heißt gleichzeitig auch immer, dass die Oxidationszahl sinkt und damit Elektronen aufgenommen werden. Wohingegen Oxidation die Abgabe von Elektronen und damit die Erhöhung der Oxidationszahl bedeutet.




Reduktion - Alles Wichtige auf einen Blick


Zum Schluss haben wir dir das Wichtigste zusammengefasst:


  • Reduktion = Elektronenaufnahme

  • Mit aufgenommenen Elektronen können weitere Bindungen eingegangen werden
    → Dadurch werden Stoffe geteilt oder neue Stoffe können entstehen

  • Durch die Elektronenaufnahme sinkt gleichzeitig die Oxidationszahl

  • Reduktion läuft immer zusammen mit einer Oxidation ab
    → Es gibt damit immer eine Redoxreaktion


Gut gemacht! Nachdem du alles fleißig durchgelesen hast, solltest du nun alles über die Reduktion wissen. Wenn du dein Wissen testen möchtest, kannst du mit den Karteikarten von Studysmarter lernen. Mach weiter so!


Finales Reduktion Quiz

Frage

Erkläre den Begriff Redoxreaktion.

Antwort anzeigen

Antwort

Als Redoxreaktionen werden Reaktionen bezeichnet, bei denen ein Elektronenübergang erfolgt. Dabei bedeutet Oxidation eine Elektronenabgabe und Reduktion eine Elektronenaufnahme.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die 5 Schritte zur Formulierung der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion.

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Antwort

  1. Aufstellen des Redoxpaares mit stöchiometrischen Koeffizienten 
  2. Elektronenausgleich durch Vergleich der Oxidationszahlen (Fakto- ren und Indexzahlen beachten!) 
  3. Falls nötig: Ladungsausgleich mit H3O+-Ionen (im Sauren) oder OH–-Ionen (im Alkalischen)
  4. Falls nötig: Stoffausgleich mit H2O-Teilchen 
  5. Überprüfen der Teilgleichung
Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Reduktion?

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Antwort

Wenn ein Stoff Elektronen aufnimmt, wird er reduziert.

Elektronenaufnahme = Stoff reduziert

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Frage

Nenne ein Beispiel zur Reduktion durch Abgabe von Sauerstoff.

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Antwort

Zum Beispiel wenn ein rotes Quecksilberoxid in Quecksilber und und Sauerstoff gespalten wird.

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Frage

Wie lautet die Reduktionsformel für wenn ein rotes Quecksilberoxid in Quecksilber und und Sauerstoff gespalten wird.

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Antwort


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Frage

Erkläre, was passiert wenn du Kupfer(II)-oxid (CuO) in Wasserstoffstrom erhitzt.

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Antwort

  • entsteht

metallisches Kupfer (Cu)

  • Weil der Wasserstoff mit dem Sauerstoff des Kupfer(II)-oxid
    Wasser bildet
  • Es wird dem Kupfer(II)-oxid der Sauerstoff entzogen



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Frage

Wie lautet die Reduktionsformel für wenn Kupfer(II)-oxid (CuO) in Wasserstoffstrom erhitzt wird.

Antwort anzeigen

Antwort


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Frage

Was passiert wenn du Kupfer(II)-oxid zusammen mit Kohlenstoff (C) in einem Reagenzglas unter einem Gasbrenner erhitzt?

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Antwort

Du erhältst einmal Kupfer und einmal

Kohlenstoffdioxid

Frage anzeigen

Frage

Wie lautet die Reduktionsgleichung für wenn Kupfer(II)-oxid zusammen mit Kohlenstoff (C) in

einem Reagenzglas unter einem Gasbrenner erhitzt wird.

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Antwort


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Frage

Was passiert bei der Reduktion durch Aufnahme von Wasserstoff?

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Antwort

  • Es werden auch hier Elektronen aufgenommen
  • Es wird ein Proton, sowie ein Elektron aufgenommen
  • Da das Wasserstoff aber wenig elektronegativ geladen ist, zieht jedes andere Atom das Wasserstoffelektron zu sich hin, wenn es eine Verbindung mit “H” eingeht
  • eher eine Aufnahme von Elektronen als eine Aufnahme von Wasserstoff
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Frage

Nenne ein Beispiel zur Reduktion durch Aufnahme von Wasserstoff.

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Antwort

  • Acetaldehyd
  • nimmt Wasserstoff

    auf, sodass Ethanol entsteht

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Frage

Wie lautet die Reduktionsformel für die Entstehung von Ethanol mit Wasser und Acetaldehyd?

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Antwort


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Frage

Was ist die aktuelle Funktion einer Reduktion?

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Antwort

Aufnahme von Elektronen oder auch die Verringerung der Oxidationszahl  

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Frage

Nenne ein Beispiel zur aktuellen Funktion einer Reduktion.

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Antwort

  • Wenn ein Eisennagel in eine Kupfersulfatlösung gestellt wird, bildet sich auf dem Nagel ein rotbrauner Belag von metallischem Kupfer
  • Weil die Eisenatome Elektronen

    an de Kupferionen abgeben

  • Das Kupfer wird dabei reduziert und das Eisen oxidiert

Frage anzeigen

Frage

Wie lautet die Redoxgleichung für wenn ein Eisennagel in eine Kupfersulfatlösung gestellt wird?

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Antwort


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