Oxidationsstufen-Rechner
Bestimmen Sie die Oxidationszahlen von Elementen in Verbindungen und Ionen
Geben Sie die Formel ohne Ladungssymbol ein (z.B. Cr2O7 für Cr₂O₇²⁻)
Geben Sie ein Elementsymbol an oder lassen Sie das Feld leer, um alle Oxidationsstufen zu berechnen
Schnellbeispiele
Oxidationsstufe(n)
Verbindungsinformationen
Formel:
Typ:
Ladung:
Berechnungsschritte
Angewandte Regeln
Regeln zur Bestimmung von Oxidationsstufen
Regel 1: Elemente im elementaren Zustand
Die Oxidationsstufe eines Elements in seiner elementaren Form ist immer 0.
Beispiele: O₂, N₂, Fe, Na haben alle die Oxidationsstufe 0
Regel 2: Einatomige Ionen
Die Oxidationsstufe eines einatomigen Ions entspricht seiner Ladung.
Beispiele: Na⁺ = +1, Cl⁻ = -1, Fe³⁺ = +3, O²⁻ = -2
Regel 3: Wasserstoff
Wasserstoff hat in der Regel die Oxidationsstufe +1, außer in Metallhydriden, wo er -1 beträgt.
Beispiele: H₂O (H = +1), NaH (H = -1)
Regel 4: Sauerstoff
Sauerstoff hat in der Regel die Oxidationsstufe -2, außer in Peroxiden (-1) und Superoxiden (-½).
Beispiele: H₂O (O = -2), H₂O₂ (O = -1), KO₂ (O = -½)
Regel 5: Gruppe 1 (Alkalimetalle)
Immer +1 in Verbindungen.
Beispiele: Li, Na, K, Rb, Cs
Regel 6: Gruppe 2 (Erdalkalimetalle)
Immer +2 in Verbindungen.
Beispiele: Be, Mg, Ca, Sr, Ba
Regel 7: Halogene
In der Regel -1, außer wenn sie an Sauerstoff oder elektronegativere Halogene gebunden sind.
Beispiele: NaCl (Cl = -1), HOCl (Cl = +1)
Regel 8: Summe der Oxidationsstufen
• In einer neutralen Verbindung: Summe = 0
• In einem mehratomigen Ion: Summe = Ladung des Ions
Durchgerechnete Beispiele
Beispiel 1: Schwefelsäure (H₂SO₄)
Bestimmen Sie die Oxidationsstufe von S:
1. H₂SO₄ ist eine neutrale Verbindung, also ist die Summe der Oxidationsstufen = 0
2. H ist +1 (Regel 3), O ist -2 (Regel 4)
3. Sei x = Oxidationsstufe von S
4. 2(+1) + x + 4(-2) = 0
5. 2 + x - 8 = 0
6. x = +6
Antwort: S hat die Oxidationsstufe +6
Beispiel 2: Permanganat-Ion (MnO₄⁻)
Bestimmen Sie die Oxidationsstufe von Mn:
1. MnO₄⁻ hat eine Ladung von -1, also ist die Summe der Oxidationsstufen = -1
2. O ist -2 (Regel 4)
3. Sei x = Oxidationsstufe von Mn
4. x + 4(-2) = -1
5. x - 8 = -1
6. x = +7
Antwort: Mn hat die Oxidationsstufe +7
Beispiel 3: Dichromat-Ion (Cr₂O₇²⁻)
Bestimmen Sie die Oxidationsstufe von Cr:
1. Cr₂O₇²⁻ hat eine Ladung von -2, also ist die Summe der Oxidationsstufen = -2
2. O ist -2 (Regel 4)
3. Sei x = Oxidationsstufe von Cr
4. 2(x) + 7(-2) = -2
5. 2x - 14 = -2
6. 2x = 12
7. x = +6
Antwort: Jedes Cr hat die Oxidationsstufe +6
Beispiel 4: Wasserstoffperoxid (H₂O₂)
Bestimmen Sie die Oxidationsstufe von O (Sonderfall):
1. H₂O₂ ist eine neutrale Verbindung, also ist die Summe der Oxidationsstufen = 0
2. H ist +1 (Regel 3)
3. Dies ist ein Peroxid, daher gilt für O die Ausnahme (Regel 4)
4. Sei x = Oxidationsstufe von O
5. 2(+1) + 2(x) = 0
6. 2 + 2x = 0
7. x = -1
Antwort: O hat die Oxidationsstufe -1 (Peroxid-Ausnahme)
Häufige Oxidationsstufen
Übergangsmetalle
- • Fe: +2, +3
- • Cu: +1, +2
- • Cr: +2, +3, +6
- • Mn: +2, +4, +7
- • V: +2, +3, +4, +5
Nichtmetalle
- • N: -3, +3, +5
- • S: -2, +4, +6
- • P: -3, +3, +5
- • C: -4 bis +4
- • Cl: -1, +1, +5, +7
Hauptgruppenmetalle
- • Al: +3
- • Zn: +2
- • Ag: +1
- • Sn: +2, +4
- • Pb: +2, +4
Anwendungen von Oxidationsstufen
1. Ausgleichen von Redoxreaktionen
Oxidationsstufen helfen zu erkennen, welche Spezies oxidiert (Zunahme der Oxidationsstufe) und welche reduziert (Abnahme der Oxidationsstufe) werden, wodurch das Ausgleichen von Redoxgleichungen erleichtert wird.
2. Benennung von Verbindungen
Die IUPAC-Nomenklatur verwendet Oxidationsstufen, um zwischen verschiedenen Oxidationsstufen desselben Elements zu unterscheiden (z.B. Eisen(II)-chlorid vs. Eisen(III)-chlorid).
3. Vorhersage der Reaktivität
Elemente in hohen oder niedrigen Oxidationsstufen sind tendenziell reaktiver. Das Verständnis von Oxidationsstufen hilft vorherzusagen, welche Verbindungen als Oxidations- oder Reduktionsmittel wirken.
4. Elektrochemie
Oxidationsstufen sind grundlegend für das Verständnis von Elektrodenreaktionen, Batteriechemie und Korrosionsprozessen.
5. Koordinationschemie
Bei komplexen Ionen und Koordinationsverbindungen ist die Bestimmung der Oxidationsstufe des zentralen Metallions entscheidend für das Verständnis von Struktur und Reaktivität.
Quellen
Die Regeln und Berechnungen der Oxidationsstufen basieren auf grundlegenden Prinzipien der anorganischen Chemie aus renommierten Quellen:
Hinweis: Dieser Rechner verwendet Standard-Regeln für Oxidationsstufen zur Bestimmung von Oxidationszahlen. Bei komplexen Verbindungen oder ungewöhnlichen Bindungsverhältnissen konsultieren Sie bitte Fachliteratur der anorganischen Chemie. Oxidationsstufen sind formale Ladungen und spiegeln nicht immer die tatsächliche Elektronenverteilung in kovalenten Bindungen wider.
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