Die betrachtete Reaktion lautet: 2 H2O2 → 2 H2O + O2. Um die Oxidationszahlen zu analysieren betrachten wir die chemischen Spezies und deren spezifische Einstellungen. Wasserstoff, ebenfalls als H-Atom bekannt – hat in Bindungen stets eine Oxidationszahl von +1. Zählt man die vier Wasserstoffatome in H2O2 zusammen, ergibt sich direkt eine Gesamtzahl von +4.
Für den Sauerstoff hingegen gilt normalerweise die Regel – er trägt, bis auf wenige Ausnahmen, ebenso wie zum Beispiel in Verbindung mit Fluor die Oxidationszahl von -2. Hier hingegen zählen wir insgesamt vier Sauerstoffatome in beiden Verbindungen. Daraus ergibt sich eine Oxidationszahl von -4 für O-Atome in Wasserstoffperoxid.
Daraus folgt: H2O2 hat also +1 für Wasserstoff und -1 für Sauerstoff. In der Reaktion wird Wasser (H2O) gebildet. Die Oxidationszahl des Wasserstoffs bleibt bei +1. Die Veränderung liegt im Sauerstoff der nun die Oxidationszahl von -2 trägt.
Betrachten wir nun das elementare Sauerstoffmolekül O2. Hier hat jeder Sauerstoffatom die Oxidationszahl 0 ´ was bedeutet ` dass sie in dieser Form keine elektrischen Ladungen tragen. Der entscheidende Punkt: In dieser Reaktion verändert sich die Oxidationszahl des Sauerstoffs von -1 auf 0. Dies zeigt eindeutig – dass wir eine Redoxreaktion vorliegen haben.
Doch was ist eine Redoxreaktion? Im Grunde genommen – es handelt sich um gleichzeitige Oxidation und Reduktion; ein Teil einer Substanz verliert Elektronen, während ein anderer Teil Elektronen gewinnt. In diesem Fall ist der Sauerstoff in der Verbindung H2O2 betroffen. Hier erfolgt die Reduktion seines Oxidationszustands. Die Tatsache, dass der Sauerstoff in Wasserstoffperoxid auf -1 beginnt und auf 0 steigt ist von zentraler Bedeutung.
Zusätzlich gibt die qualitative Chemie hin: Dass die Wahl von Wasserstoffperoxid in solchen Reaktionen entscheidend ist. Entzündungsrisiken oder Stabilitätserwägungen stellen faktische Herausforderungen dar. Studien zeigen, dass Wasserstoffperoxid unter bestimmten Bedingungen explosiv sein kann – und dadurch muss der chemische Umgang mit diesen Stoffen stets wohlüberlegt sein.
Zusammengefasst kann festgestellt werden: Bei der Reaktion von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff findet eine signifikante Veränderung der Oxidationszahlen statt. Diese macht die Reaktion zu einem perfekten Beispiel für zugleich Missverständnisse und interessante Forschungsfelder in der Chemie. Man darf die Bedeutung solcher Analysen nicht unterschätzen, besonders nicht in der heutigen Zeit, in der chemische Verbindungen eine immer größere Rolle in der Technologie und Industrie spielen.
Oxidationszahlen und Redoxreaktionen in der gegebenen Reaktion 2 H2O2 -> 2 H2O + O2
Welche Veränderungen in den Oxidationszahlen treten in der Reaktion von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff auf und wie erklärt sich die Redoxreaktion?