Vergleich von Schwefel mit Sauerstoff - Der erweiterte Redoxbegriff

Experimente:
Versuch: Vergleich von Schwefel mit Sauerstoff - Der erweiterte Redoxbegriff


Die Sulfidbildung aus den Elementen ist letztlich auch eine Redoxreaktion. Vergleichen wir es mit der Oxidbildung.


Oxidation und Reduktion
Metalle können mit Sauerstoff reagieren. Zink brennt recht gut, wenn man es nur genügend erhitzt. Dabei wird Energie frei, die Reaktion ist also exotherm.

2 Zn + O2 ———> 2 ZnO + Energie

Den dabei ablaufenden chemischen Vorgang nennen wir Oxidation, also Reaktion unter Beteiligung von Sauerstoff (lat. oxygenium).

Erhitzen wir dagegen ein Metalloxid, wie z. B. das des Silbers, läuft der umgekehrte Prozess ab. Hier werden Metall und Sauerstoff in endothermer Reaktion zurückgebildet. Die gegenteilige Reaktion der Oxidation, also die Abgabe von Sauerstoff, ist die Reduktion.

2 Ag2O + Energie ———> 4 Ag + O2


Sulfidbildung und Sulfidzersetzung
Nun beobachten wir, dass zwischen Metallen und Schwefel ähnliche Reaktionen ablaufen. Besonders eindrucksvoll ist dies beim Zink.

Zn + S ———> ZnS + Energie

Eine vergleichbare Reaktion beobachten wir nun auch beim Erhitzen von Silbersulfid.

Ag2S + Energie ———> 2 Ag + S


Was auf den Elektronenschalen passiert
Sind die Bildung von Metalloxiden und die von Metallsulfiden vielleicht ähnliche Vorgänge? Gilt das auch für die umgekehrten Reaktionen, also für die Zerlegung von Oxiden und Sulfiden in ihre Elemente? Um das zu klären, schauen wir uns einmal die Vorgänge auf den Elektronenschalen an.
Bei der Reaktion zwischen Zink und Sauerstoff gibt Zink zwei Elektronen an ein Sauerstoffatom ab. Das ist die Oxidation.

Zn + O ———> Zn2+ + O2-

Bei der Reaktion zwischen Zink und Schwefel beobachten wir einen ähnlichen Vorgang.

Zn + S ———> Zn2+ + S2-

Auch hier werden zwei Elektronen vom Metall auf das Nichtmetall übertragen.

Beim Erhitzen eines Metalloxids werden Elektronen vom Sauerstoff an das Metall "zurückgegeben". Das ist die Reduktion.

Ag2O ———> 2 Ag + O

Wie wir in unserem Versuch gesehen haben, läuft eine ähnliche Reaktion auch beim Metallsulfid ab.

Ag2S ———> 2 Ag + S

Diese beiden Reaktionen - Oxidbildung und Sulfidbildung - beruhen beide auf dem gleichen Vorgang, auf dem Austausch von Elektronen zwischen Metall und Nichtmetall.


Der erweiterte Redoxbegriff
Hinter den Begriffen Oxidation und Reduktion steckt mehr als nur Sauerstoffaufnahme oder Sauerstoffabgabe. Wir erweitern deshalb den klassischen Redoxbegriff aufgrund unserer Versuchsergebnisse und Erkenntnisse wie folgt:

Jede Redoxreaktion ist eine Reaktion mit Elektronenübertragung.

Oxidation bedeutet Elektronenabgabe, Reduktion ist Elektronenaufnahme.


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Letzte Überarbeitung: 15. März 2006, Dagmar Wiechoczek