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2026-07-27T12:37:26Z

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{{BR}}
= Redoxreaktionen - Chemie =

{{BR}}
= Einleitung =

Redoxreaktionen begegnen Dir täglich: Eisen rostet, eine Kerze brennt, Batterien liefern Strom und Pflanzen betreiben [[Fotosynthese]]. Gemeinsam ist diesen Vorgängen die Übertragung von '''Elektronen'''. Ein Teilchen gibt Elektronen ab, ein anderes nimmt sie auf. Beide Teilvorgänge laufen immer gekoppelt ab.

In diesem aiMOOC lernst Du, [[Oxidation]] und [[Reduktion]] sicher zu unterscheiden, Oxidations- und Reduktionsmittel zu erkennen, einfache Redoxgleichungen aufzustellen und Anwendungen in Alltag und Technik zu erklären.

[[Datei:Magnesium ribbon burning.jpg|500px|rahmenlos|center]]

Beim Verbrennen von Magnesium wird sehr helles Licht frei. Solche Versuche dürfen nur als beaufsichtigter Demonstrationsversuch mit geeigneter Schutzausrüstung durchgeführt werden.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=csRIZZuIC0Q |500|center}}

{{BR}}
= Grundlagen =

{{BR}}
== Was ist eine Redoxreaktion? ==

Eine '''Redoxreaktion''' ist eine chemische Reaktion, bei der Elektronen von einem Elektronendonator auf einen Elektronenakzeptor übertragen werden.

# [[Oxidation]]: Abgabe von Elektronen
# [[Reduktion]]: Aufnahme von Elektronen
# [[Reduktionsmittel]]: gibt Elektronen ab und wird selbst oxidiert
# [[Oxidationsmittel]]: nimmt Elektronen auf und wird selbst reduziert

'''Merksatz:''' Oxidation gibt Elektronen ab, Reduktion nimmt Elektronen auf.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=eI_mz0HHMMc |500|center}}

{{BR}}
== Beispiel: Magnesium reagiert mit Sauerstoff ==

Die Gesamtreaktion lautet:

<math>\mathrm{2\,Mg + O_2 \rightarrow 2\,MgO}</math>

Die Reaktion lässt sich in zwei Teilgleichungen zerlegen:

'''Oxidation:'''

<math>\mathrm{2\,Mg \rightarrow 2\,Mg^{2+} + 4\,e^-}</math>

'''Reduktion:'''

<math>\mathrm{O_2 + 4\,e^- \rightarrow 2\,O^{2-}}</math>

Magnesium gibt Elektronen ab und ist deshalb das '''Reduktionsmittel'''. Sauerstoff nimmt Elektronen auf und ist das '''Oxidationsmittel'''.

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== Elektronenübertragung sichtbar machen ==

Ein Kupferdraht in Silbernitratlösung kann mit Silberkristallen überzogen werden. Dabei gibt Kupfer Elektronen ab. Silber-Ionen nehmen sie auf.

[[Datei:Precipitation of Silver on Copper 2.jpg|500px|rahmenlos|center]]

'''Oxidation:'''

<math>\mathrm{Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2\,e^-}</math>

'''Reduktion:'''

<math>\mathrm{2\,Ag^+ + 2\,e^- \rightarrow 2\,Ag}</math>

'''Gesamtgleichung:'''

<math>\mathrm{Cu + 2\,Ag^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2\,Ag}</math>

Die Elektronenzahl muss in beiden Teilgleichungen gleich sein. Erst dann dürfen die Teilgleichungen addiert werden.

{{BR}}
= Oxidationszahlen =

{{BR}}
== Wozu dienen Oxidationszahlen? ==

Die [[Oxidationszahl]] ist eine formale Hilfszahl. Sie zeigt, welchem Atom Elektronen rechnerisch zugeordnet werden. Eine steigende Oxidationszahl bedeutet Oxidation, eine sinkende Oxidationszahl bedeutet Reduktion.

Wichtige Schulregeln:

# Elemente im elementaren Zustand besitzen die Oxidationszahl null.
# Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationszahl der Ionenladung.
# Sauerstoff besitzt meist die Oxidationszahl minus zwei.
# Wasserstoff besitzt meist die Oxidationszahl plus eins.
# Die Summe aller Oxidationszahlen entspricht der Gesamtladung des Teilchens.

Beim Übergang von <math>\mathrm{Mg}</math> zu <math>\mathrm{Mg^{2+}}</math> steigt die Oxidationszahl von null auf plus zwei. Magnesium wird oxidiert.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=RnpNrWJ4GOc |500|center}}

{{BR}}
== Redoxgleichungen aufstellen ==

Für einfache Aufgaben kannst Du so vorgehen:

# Bestimme die Oxidationszahlen.
# Markiere die Atome mit veränderter Oxidationszahl.
# Formuliere Oxidation und Reduktion als Teilgleichungen.
# Gleiche die Zahl der übertragenen Elektronen an.
# Ergänze die Teilgleichungen zur Gesamtgleichung.
# Prüfe Atomanzahl und Ladung.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=6nw8ALjFPeE |500|center}}

{{BR}}
= Redoxreaktionen in galvanischen Zellen =

In einer [[Galvanische Zelle|galvanischen Zelle]] wird eine freiwillig ablaufende Redoxreaktion räumlich getrennt. Die Elektronen fließen durch einen äußeren Leiter. Dadurch kann elektrische Energie genutzt werden.

[[Datei:Electrochemical element with salt bridge.svg|500px|rahmenlos|center]]

Im [[Daniell-Element]] laufen diese Teilreaktionen ab:

'''Zink-Halbzelle, Oxidation:'''

<math>\mathrm{Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2\,e^-}</math>

'''Kupfer-Halbzelle, Reduktion:'''

<math>\mathrm{Cu^{2+} + 2\,e^- \rightarrow Cu}</math>

'''Gesamtreaktion:'''

<math>\mathrm{Zn + Cu^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Cu}</math>

Die Zinkelektrode ist die '''Anode''', an der die Oxidation stattfindet. Die Kupferelektrode ist die '''Kathode''', an der die Reduktion stattfindet. Die Salzbrücke ermöglicht den Ladungsausgleich zwischen den Halbzellen.

{{BR}}
= Anwendungen und Alltag =

{{BR}}
== Korrosion ==

Bei der [[Korrosion]] von Eisen wird Eisen oxidiert. Sauerstoff wird in Gegenwart von Wasser reduziert. Rost ist kein reines Eisenoxid, sondern ein Gemisch aus wasserhaltigen Eisenoxiden und Eisenoxidhydroxiden.

[[Datei:Atmospheric Corrosion of Iron.jpg|500px|rahmenlos|center]]

Schutzmaßnahmen wie Lackieren, Verzinken oder ein geeigneter kathodischer Korrosionsschutz unterbrechen einen Teil des Redoxvorgangs oder lenken ihn auf ein anderes Metall.

{{BR}}
== Verbrennung und Thermitreaktion ==

Verbrennungen sind häufig Redoxreaktionen mit Sauerstoff. Bei der [[Thermitreaktion]] reduziert Aluminium Eisenoxid zu Eisen. Dabei wird sehr viel Energie frei.

[[Datei:ThermiteReaction.jpg|500px|rahmenlos|center]]

<math>\mathrm{Fe_2O_3 + 2\,Al \rightarrow 2\,Fe + Al_2O_3}</math>

Aluminium wird oxidiert, Eisen-Ionen im Eisenoxid werden reduziert. Die Thermitreaktion ist kein Schülerversuch und darf nur von qualifizierten Personen unter strengen Sicherheitsbedingungen demonstriert werden.

{{BR}}
== Batterien, Akkus und Stoffwechsel ==

In [[Batterie|Batterien]] und [[Akkumulator|Akkus]] werden chemische und elektrische Energie durch Redoxreaktionen ineinander umgewandelt. Auch die [[Zellatmung]] beruht auf vielen gekoppelten Elektronenübertragungen. Dabei wird die in Nährstoffen gespeicherte Energie schrittweise nutzbar gemacht.

{{BR}}
== Elektrolyse ==

Bei einer [[Elektrolyse]] erzwingt eine äußere Spannungsquelle eine Redoxreaktion. An der Anode findet weiterhin die Oxidation statt, an der Kathode die Reduktion.

[[Datei:Schemas electrolyse h2o.svg|500px|rahmenlos|center]]

Die Elektrolyse ist wichtig für die Metallgewinnung, Galvanisierung und Herstellung chemischer Grundstoffe. Auch die Gewinnung von Wasserstoff aus Wasser kann elektrolytisch erfolgen.

{{BR}}
= Zusammenfassung =

Eine Redoxreaktion besteht aus Oxidation und Reduktion. Elektronenabgabe und Elektronenaufnahme sind stets gekoppelt. Oxidationszahlen helfen, den Elektronentransfer zu erkennen. Redoxreaktionen erklären Verbrennung, Korrosion, Batterien, Elektrolyse und viele Vorgänge in Lebewesen.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was kennzeichnet eine Redoxreaktion?'''
(Elektronen werden übertragen)
(!Protonen werden immer übertragen)
(!Nur Sauerstoff wird gebildet)
(!Es entsteht immer ein Gas)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht bei einer Oxidation?'''
(Elektronen werden abgegeben)
(!Elektronen werden aufgenommen)
(!Neutronen werden abgegeben)
(!Die Stoffmenge wird immer halbiert)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht bei einer Reduktion?'''
(Elektronen werden aufgenommen)
(!Elektronen werden abgegeben)
(!Protonen werden immer gebildet)
(!Die Temperatur sinkt immer)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aufgabe hat ein Oxidationsmittel?'''
(Es nimmt Elektronen auf)
(!Es gibt Elektronen ab)
(!Es verhindert jede Reaktion)
(!Es bildet immer Sauerstoff)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aufgabe hat ein Reduktionsmittel?'''
(Es gibt Elektronen ab)
(!Es nimmt Elektronen auf)
(!Es neutralisiert jede Säure)
(!Es wirkt nur als Katalysator)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie verändert sich die Oxidationszahl bei einer Oxidation?'''
(Sie steigt)
(!Sie sinkt)
(!Sie bleibt immer gleich)
(!Sie wird immer null)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welches Metall wird im Daniell-Element oxidiert?'''
(Zink)
(!Kupfer)
(!Silber)
(!Gold)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wo findet die Oxidation statt?'''
(An der Anode)
(!An der Kathode)
(!In der Salzbrücke)
(!Nur in der Lösung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was ermöglicht die Salzbrücke in einer galvanischen Zelle?'''
(Den Ladungsausgleich)
(!Die Erzeugung von Elektronen)
(!Das Schmelzen der Elektroden)
(!Die vollständige Trennung aller Ionen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was ist für eine Elektrolyse erforderlich?'''
(Eine äußere elektrische Spannung)
(!Nur Sonnenlicht)
(!Immer eine offene Flamme)
(!Ein Vakuum)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Oxidation || Elektronenabgabe
|-
| Reduktion || Elektronenaufnahme
|-
| Oxidationsmittel || Elektronenakzeptor
|-
| Reduktionsmittel || Elektronendonator
|-
| Anode || Ort der Oxidation
|-
| Kathode || Ort der Reduktion
|-
| Salzbrücke || Ladungsausgleich
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Bedeutung
|-
| '''Oxidation'''
| Abgabe von Elektronen
|-
| '''Reduktion'''
| Aufnahme von Elektronen
|-
| '''Oxidationsmittel'''
| Nimmt Elektronen auf
|-
| '''Reduktionsmittel'''
| Gibt Elektronen ab
|-
| '''Galvanische Zelle'''
| Wandelt chemische in elektrische Energie um

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Oxidation || Wie heißt die Abgabe von Elektronen?
|-
| Reduktion || Wie heißt die Aufnahme von Elektronen?
|-
| Elektronen || Welche Teilchen werden bei einer Redoxreaktion übertragen?
|-
| Anode || Wie heißt die Elektrode, an der die Oxidation stattfindet?
|-
| Kathode || Wie heißt die Elektrode, an der die Reduktion stattfindet?
|-
| Korrosion || Wie heißt die schädigende Reaktion eines Metalls mit seiner Umgebung?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Redoxreaktionen+Chemie </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Bei einer Redoxreaktion werden { Elektronen } übertragen. Die Abgabe von Elektronen heißt { Oxidation }. Die Aufnahme von Elektronen heißt { Reduktion }. Ein Oxidationsmittel ist ein Elektronen{ akzeptor }. Ein Reduktionsmittel ist ein Elektronen{ donator }. In einer galvanischen Zelle findet die Oxidation an der { Anode } statt. Die Reduktion läuft an der { Kathode } ab. Eine Salzbrücke ermöglicht den { Ladungsausgleich }. Bei einer Elektrolyse treibt eine äußere { Spannung } die Reaktion an.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Redox-Begriffe]]: Gestalte eine Lernkarte mit den vier Begriffen Oxidation, Reduktion, Oxidationsmittel und Reduktionsmittel.
# [[Redox im Alltag]]: Fotografiere drei ungefährliche Beispiele für mögliche Redoxvorgänge und begründe Deine Auswahl.
# [[Teilgleichungen]]: Markiere in einer vorgegebenen Reaktionsgleichung Elektronenabgabe und Elektronenaufnahme mit zwei unterschiedlichen Symbolen.
# [[Korrosionsbeobachtung]]: Dokumentiere über mehrere Tage, wie sich ein feuchter Eisengegenstand verändert, ohne Chemikalien hinzuzufügen.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Magnesiumoxid]]: Erkläre die Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff mithilfe von Teilgleichungen und Oxidationszahlen.
# [[Silberabscheidung]]: Werte ein Bild oder Video zur Reaktion von Kupfer mit Silber-Ionen aus und ordne die Stoffe ihren Rollen zu.
# [[Daniell-Element]]: Zeichne eine beschriftete galvanische Zelle und trage Elektronenfluss, Ionenbewegung, Anode und Kathode ein.
# [[Korrosionsschutz]]: Vergleiche Lackieren, Verzinken und kathodischen Korrosionsschutz in einer Tabelle.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Redoxgleichung]]: Entwickle eine Schritt-für-Schritt-Erklärung zum Ausgleichen einer anspruchsvolleren Redoxgleichung.
# [[Batterievergleich]]: Vergleiche zwei Batterietypen anhand ihrer Redoxpaare, Nutzung, Wiederaufladbarkeit und Umweltwirkung.
# [[Elektrolyse und Energiewende]]: Erstelle ein Erklärvideo dazu, wie Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff eingesetzt werden kann.
# [[Redox-Interview]]: Befrage eine Fachperson aus Labor, Metallbau, Energie- oder Umwelttechnik zur Bedeutung von Redoxreaktionen und werte das Gespräch aus.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Elektronentransfer erklären]]: Erkläre an einem selbst gewählten Beispiel, warum Oxidation und Reduktion nicht unabhängig voneinander ablaufen können.
# [[Stoffrollen begründen]]: Entscheide bei einer unbekannten einfachen Redoxgleichung, welcher Stoff Oxidationsmittel und welcher Reduktionsmittel ist, und begründe Deine Entscheidung.
# [[Galvanische Zelle übertragen]]: Plane eine beschriftete Modellzeichnung, die den Weg der Elektronen und den Ladungsausgleich verständlich zeigt.
# [[Korrosion bewerten]]: Beurteile für ein Fahrrad, eine Brücke oder ein Schiff zwei geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen.
# [[Energieumwandlung vergleichen]]: Vergleiche galvanische Zelle und Elektrolyse hinsichtlich Energiefluss, Freiwilligkeit der Reaktion und Elektrodenvorgängen.
# [[Fehleranalyse]]: Untersuche eine fehlerhafte Redoxgleichung und erkläre, ob Atome, Ladungen und Elektronenzahlen korrekt ausgeglichen sind.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

# Oxidation und Reduktion als Elektronenabgabe und Elektronenaufnahme erklären kannst.
# Oxidationsmittel und Reduktionsmittel sicher zuordnen kannst.
# Oxidationszahlen in einfachen Verbindungen bestimmst.
# Teilgleichungen aufstellst und Elektronenzahlen ausgleichst.
# eine galvanische Zelle mit Anode, Kathode, Elektronenfluss und Salzbrücke erklärst.
# Anwendungen wie Korrosion, Batterie und Elektrolyse auf Redoxvorgänge zurückführst.
# Sicherheitsregeln bei energiereichen Reaktionen begründen kannst.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Redoxreaktion </iframe>

{{BR}}
== Freie Medien und Vertiefung ==

# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Magnesium_ribbon_burning.jpg Wikimedia Commons: Verbrennung eines Magnesiumbands]
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Precipitation_of_Silver_on_Copper_2.jpg Wikimedia Commons: Silberabscheidung auf Kupfer]
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electrochemical_element_with_salt_bridge.svg Wikimedia Commons: Galvanische Zelle mit Salzbrücke]
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmospheric_Corrosion_of_Iron.jpg Wikimedia Commons: Korrosion von Eisen]
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ThermiteReaction.jpg Wikimedia Commons: Thermitreaktion]
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schemas_electrolyse_h2o.svg Wikimedia Commons: Schema der Wasserelektrolyse]

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Redoxreaktionen]]'''
# [[Oxidation]]
# [[Reduktion]]
# [[Oxidationszahl]]
# [[Elektronenübertragung]]
# [[Galvanische Zelle]]
# [[Elektrolyse]]
# [[Korrosion]]
# [[Batterie]]
|}

[[Kategorie:Chemie]]
[[Kategorie:Redoxreaktion]]
[[Kategorie:Elektrochemie]]
[[Kategorie:Chemieunterricht]]
[[Kategorie:Klasse 8-10]]
[[Kategorie:Sekundarstufe I]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Redoxreaktionen - Chemie - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt