Redoxreaktionen

Säuren, die stärker oxidierend wirken als die hydratisierten H⁺-Ionen einer sauren Lösung. Sie stehen in der Redoxreihe unter dem Wasserstoff-Ion und können auch Edel- und Halbedelmetalle oxidieren.

Modifikation des Sauerstoffs, deren Moleküle aus drei Sauerstoff-Atomen bestehen (O₃). Starkes Oxidationsmittel, das sich im Smog bei der Oxidation von NO bildet und Lebewesen schädigt. In der Stratosphäre 15-50 km über der Erde bildet sich Ozon durch die Wirkung kurzwelliger UV-Strahlen von der Sonne. Die Ozonschicht schützt die Lebewesen auf der Erde, indem sie die UV-Strahlen absorbiert.

Die Redoxgleichung enthält nur die Formeln der Teilchen, die am Redoxvorgang beteiligt sind. Sie ist die Summe der Teilgleichungen für die Oxidation und die Reduktion:

Oxidation: Me → Me⁺ + e^-

Reduktion: X + e^- → X^-

Redoxgleichung: Me + X → Me⁺ + X^-

Reduzierte und oxidierte Form eines Elements bilden ein korrespondierendes Redoxpaar (Me/Me⁺, X^-/X). Das Reduktionsmittel (= reduzierte Form) wird durch Elektronenabgabe zum korrespondierenden Oxidationsmittel (= oxidierte Form) und umgekehrt:

RM (Me, X^-) <--> Om (Me⁺, X) + e^-

Das OM ist umso schwächer, je stärker das korrespondierende RM ist.

Bei Redoxvorgängen werden Elektronen übertragen oder verschoben. Dadurch ändern sich die Oxidationszahlen.

In der Redoxreihe sind die Redoxpaare nach der Stärke ihrer reduzierenden bzw. oxidierenden Wirkung geordnet. Die reduzierte Form (Elektronendonator, RM) steht links, die oxidierte rechts. Das stärkste RM steht zuoberst, das stärkste OM zuunterst. Die reduzierende Wirkung des Donators nimmt nach unten ab, die oxidierende Wirkung des Akzeptors nimmt nach unten zu. Ein RM kann seine Elektronen auf diejenigen OM übertragen, die in der Redoxreihe weiter unten stehen.

Reaktionstyp, bei dem eine Reduktion und eine Oxidation stattfinden, Elektronen werden übertragen oder verschoben. Bei Redoxvorgängen ändern sich die Oxidationszahlen der beteiligten Atome oder Ionen.

Verkleinerung (= Reduktion) der Oxidationszahl durch Elektronenaufnahme oder -verschiebung. Im ursprünglichen Sinn: die Abspaltung von Sauerstoff.

Bezeichnung für den Stoff bzw. das Teilchen, dessen Oxidationszahl steigt. Das RM reduziert seinen Partner, indem es ihm Elektronen überträgt oder zur Verfügung stellt, es wird dabei oxidiert. Gute Reduktionsmittel sind v.a. die unedlen Metalle. Sie stehen in der Redoxreihe oben (links).

Ein Reduktionsmittel reduziert seinen Reaktionspartner. indem er ihm Elektronen überträgt oder zur Verfügung stellt, es wird dabei oxidiert.

Russ ist ein Gemisch aus vielen, zumeist hochmolekularen organischen Verbindungen und elementarem Kohlenstoff. Er entsteht durch unvollständige Verbrennung. Russ ist krebserzeugend und trägt zum Wintersmog bei.

Bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe (Kohle und Heizöl) entsteht Schwefeldioxid, das in der Luft zu Schwefelsäure reagiert. Diese ist die Hauptursache des sauren Regens. Gegenmassnahmen sind die Entschwefelung der Brennstoffe und die Rauchgasreinigung.

Schwefel- und Stickoxide bilden in der Luft Säuren und senken so den pH-Wert der Niederschläge auf Werte unter 5. Der saure Regen schädigt Pflanzenoberflächen und versauert Gewässer und Böden. Im Boden werden Nährsalz-Ionen ausgewaschen und giftige Al³⁺-Ionen freigesetzt. Saure Niederschläge beschädigen Bauten und fördern die Korrosion von Metallen.

Entsteht bei starker Sonneneinstrahlung aus Stickoxiden und VOC. Die NO_x kommen zu 80 % und die VOC zur Hälfte aus Autoabgasen. Der Sommersmog ist durch den hohen Ozongehalt charakterisiert und schädigt Pflanzen, Tiere und Menschen.

Bezeichnung für NO und NO₂. Stickoxide bilden sich durch die Reaktion der beiden Hauptbestandteile der Luft, vor allem bei hohen Temperaturen in Benzinmotoren und Feuerungsanlagen. Sie sind gesundheitsschädigend und tragen zur Smogbildung und zum sauren Regen bei.

Gase wie Wasserdampf, CO₂ und Methan, die Wärmestrahlen (Infrarot) absorbieren, erhöhen die Temperatur in der unteren Luftschicht (Troposphäre). Die Zunahme der CO₂-Konzentration durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe beeinflusst darum das Erdklima. Sie verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und verursacht global eine Erwärmung.

Gase, welche die Lufttemperatur erhöhen, indem sie die Infrarotstrahlen absorbieren. Natürliche Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid. Lachgas, Ozon.

Unedle Metalle sind starke Reduktionsmittel, sie lassen sich leicht oxidieren und in Ionenform in Lösung bringen. Ihre Atome geben leicht Elektronen ab, ihre Ionen haben nur geringe Neigung, Elektronen aufzunehmen.

Eine Verbrennung ist eine rasch verlaufende Redoxreaktion, bei der meist Flamme, Glut und Rauch auftreten. Sie beginnt beim Erreichen der Entzündungstemperatur oder beim Entflammen durch einen Funken oder eine Flamme.

Volatile Organic Compounds nennt man die leichtflüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan. VOC gelangen durch unvollständige Verbrennung und Verdunsten von Lösungsmitteln und Treibstoffen in die Luft, sie tragen zum Sommersmog bei.

Vorgänge, bei denen Elektronen übertragen werden, sind Redoxvorgänge. Das Reduktionsmittel gibt Elektronen an das Oxidationsmittel ab. Das RM wird oxidiert, das OM wird reduziert.

Bei der Bildung oder Trennung polarer Bindungen führen Elektronenverschiebungen zu Änderungen der Oxidationszahlen.

Emission ist die Abgabe von Stoffen, Strahlen, Lärm etc. an die Luft. Emittierte Stoffe (Emissionen) werden in der Luft verdünnt und z.T. durch chemische Reaktionen verändert.

Emissionsgrenzwerte legen die maximal zulässigen Emissionen von technischen Anlagen und Prozessen fest. Sie richten sich nach der Dringlichkeit und nach der technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit der Emissionsverminderung.

Die Temperatur, bei der sich ein Stoff an der Luft selbst entzündet.

Feinstaub-Partikel gelangen u.a. durch Verbrennungsprozesse, mechanischen Abrieb von Reifen, Bremsbelägen und Schienen in die Luft. Sie verursachen Erkrankungen der Atemwege.

Flammen sind brennende Gase. Bei der Verbrennung flüssiger oder fester Stoffe treten Flammen nur auf, wenn sich durch Verdampfen oder Zersetzen des Brennstoffs brennbare Gase bilden. Ist dies nicht der Fall, verglühen die Stoffe.

Kohle, Erdöl und Erdgase spielen als Energieträger eine grosse Rolle. Erdöl und Erdgas bestehen hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen, Kohle enthält neben zahlreichen Kohlenstoffverbindungen auch elementaren Kohlenstoff.

Wenn feste und flüssige Stoffe Licht aussenden, spricht man von Glut. Die Farbe der Glut (Wellenlänge des emittierten Lichts) ist von der Temperatur abhängig.

Eisen wird im Hochofen mithilfe von Steinkohlekoks aus Eisenoxiden gewonnen. Reduktionsmittel sind dabei Kohlenstoff und Kohlenstoffmonooxid.

Das Einwirken von Stoffen, Strahlen oder Lärm auf Lebewesen oder Sachen. Die einwirkenden Stoffe nennt man Immissionen, sie sind die Folge von Emissionen und ihren Folgeprodukten.

Immissionsgrenzwerte geben die Höchstkonzentration an, bis zu der ein Schadstoff (nach den vorliegenden Erkenntnissen) keine gesundheitlichen Schäden verursacht MAK, MIK.

Der geregelte Dreiwegekatalysator (Kat) kann den Schadstoffgehalt in den Abgasen von Benzinmotoren um ca. 90 % vermindern. Er enthält Edelmetalle (Platin, Rhodium), welche die Oxidation von CO und VOC zu CO₂ und H₂O und die Reduktion der NO_x zu N₂ katalysieren. Voraussetzung für seine optimale Wirkung ist ein bestimmter Sauerstoffgehalt in den Abgasen.

Kohlenstoffdioxid entsteht bei der vollständigen Oxidation. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe liefert jährlich ca. 31 Milliarden Tonnen CO₂ und führt zu einer Zunahme der CO₂-Konzentration in der Luft. Das führt zu einem Klimawandel durch Verstärkung des Treibhauseffekts.

Kohlenstoffmonooxid entsteht bei der unvollständigen Oxidation, insbesondere bei hohen Temperaturen und unzureichender Sauerstoffversorgung. Es ist hochgiftig.

KW sind organische Verbindungen, deren Moleküle ausschliesslich aus C- und H-Atomen bestehen. Sie sind im Erdöl, im Erdgas und in der Kohle enthalten. Bei ihrer Verbrennung entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf. Weil diese deutlich energieärmer sind als die KW, verlaufen Verbrennungsvorgänge stark exotherm.

Sonde zur Messung des Sauerstoffgehalts in den Autoabgasen am Eingang des Autoabgas-Katalysators. liefert die Information zur elektronischen Regelung des Benzin-Luft-Gemischs, das im Motor gezündet wird.

langsame Reaktion mit Sauerstoff, die ohne Lichterscheinung verläuft. Wichtige Beispiele sind neben der Korrosion von Metallen die Oxidationsvorgänge in lebenden Zellen. Sie liefern den Lebewesen die erforderliche Betriebsenergie.

Maximale Arbeitsplatz-Konzentration, die bei Erwachsenen, die ihr während der Arbeitszeit ausgesetzt sind, keine Schäden verursacht.