Grundlagen der Elektrochemie und Redoxreaktionen

Dieses Kapitel behandelt die fundamentalen Konzepte der Elektrochemie und Redoxreaktionen. Es erklärt den Elektronentransfer zwischen Oxidations- und Reduktionsmitteln sowie die Bestimmung von Oxidationszahlen.

Die Redoxreaktionen werden als Elektronenübertragung zwischen einem Elektronendonator (Oxidationsmittel) und einem Elektronenakzeptor (Reduktionsmittel) beschrieben. Dabei gibt der Donator Elektronen ab und wird oxidiert, während der Akzeptor Elektronen aufnimmt und reduziert wird.

Definition: Oxidation ist die Abgabe von Elektronen, während Reduktion die Aufnahme von Elektronen ist.

Für die Bestimmung der Oxidationszahlen werden wichtige Regeln aufgeführt, wie z.B. dass Elemente in reiner Form die Oxidationszahl 0 haben und die Summe aller Oxidationszahlen in einer Verbindung 0 sein muss.

Highlight: Die Kenntnis der Oxidationszahlen ist entscheidend für das Verständnis von Redoxreaktionen und elektrochemischen Prozessen.

Das Kapitel führt auch in das Konzept der galvanischen Zelle ein, die chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Es wird der Aufbau einer galvanischen Zelle mit Anode (Oxidation) und Kathode (Reduktion) erklärt.

Beispiel: In einer Zink-Kupfer-Zelle wird Zink an der Anode oxidiert und Kupferionen werden an der Kathode reduziert.

Abschließend wird ein Vergleich zwischen Redoxreaktionen und Säure-Base-Reaktionen gezogen, wobei beide als Gleichgewichtsreaktionen beschrieben werden, die sich jedoch im Austausch von Elektronen bzw. Protonen unterscheiden.