Kupfer und sauerstoff

Ein Begriff aus der Elektrochemie. Eine Redoxreaktion ist chemische Donator-Akzeptor-Reaktion, bei die eine Oxidation und eine Reduktion zeitgleich ablaufen. Die Begriff der Redoxreaktion wird im Chemieunterricht in drei verschiedenen Stufen eingeführt:

Übertragung von Sauerstoff

Redoxreaktion = Übertragung von Sauerstoff

Ein bekanntes Beispiel aus dem Chemie-Unterricht der 7. oder 8. Klasse ist die Reaktion von Kupferoxid mit elementarem Wasserstoff, bei der Wasser und metallisch Kupfer entstehen. Das Kupferoxid gibt den Sauerstoff ab, wird also reduziert, und der Wasserstoff nimmt den Sauerstoff auf, wird also oxidiert. Insgesamt findet eine Übertragung von Sauerstoff statt.

Übertragung von Wasserstoff

Redoxreaktion = Übertragung von Wasserstoff

Dieser Begriff wird gern in der biologischen Chemie sowie in der Biochemie verwendet. Ein vertrautes Beispiel ist die Oxidation eines primären Alkohols mittels Kupferoxid. Ein heißes oxidiertes Kupferblech wird in den flüssigen Alkohol gehalten, dabei wird der Alkohol zum Aldehyd oxidiert und aus dem Kupferoxid entsteht erneut reines Kupfer.

Betrachten wir nun die Oxidation eines Alkohols genauer:

Rein formal werden zwei Wasserstoff-Atome vom Ethanol auf das Kupferoxid übertragen. Bei näherer Betrachtung stimmt das allerdings nicht ganz. Jedes H-Atom wird in Form eines Elektron und eines Protons übertragen. In der Biochemie spricht man hier auch von Reduktionsäquivalenten. Die beiden Protonen des Ethanols verbinden sich mit dem Sauerstoff-Anion des Kupferoxids, und die beiden Elektronen reduzieren die Kupfer(II)-Ionen zu metallischem Kupfer.

Bei der Bildung von Natriumchlorid (NaCl) aus den Elementen Natrium und Chlor nimmt das Chlor Elektronen auf, es wird also reduziert. Diese Elektronen werden vom Natrium "gespendet", das dabei oxidisiert wird (siehe Oxidation).