DieOxidation (auchOxydation) ist einechemische Reaktion, bei der einIon oder einAtom (als solches oder als Bestandteil einesMoleküls) ein oder mehrereElektronen abgibt und dadurch seinenOxidationszustand erhöht. Die Erhöhung des Oxidationszustandes wird formal durch die Erhöhung der sogenanntenOxidationszahl desjenigen Atoms im Molekül kenntlich gemacht, das für die Oxidation verantwortlich ist. Die Erhöhung der Oxidationszahl entspricht der Anzahl der abgegebenen Elektronen.[1]
AlsOxidationsmittel bezeichnet man denStoff, das Atom, das Ion oder das Molekül, das die Elektronen aufnimmt und dadurch reduziert wird. Beide Reaktionen – Reduktion und Oxidation – werden als die zwei Teilreaktionen der ablaufendenRedoxreaktion bezeichnet.
Eine Oxidation ist gewöhnlichexotherm, im umgekehrten Fall, also zumReduzieren, muss gewöhnlicherweise Energie aufgewendet werden. Es gibt jedoch Ausnahmen, beispielsweise ist die Oxidation vonWasser zuWasserstoffperoxid endotherm, also dieRückreaktion entsprechend exotherm.
Man spricht von einerDisproportionierung, wenn bei einer chemischen Reaktion Elemente mit mittlerer Oxidationsstufe in solche mit einer niedrigen und einer höheren übergehen.
Der BegriffOxidation wurde ursprünglich von demChemikerAntoine Laurent de Lavoisier geprägt. Er meinte damit die Vereinigung vonElementen undchemischen Verbindungen mit dem ElementSauerstoff (Oxygenium, franz.: oxygène) und wollte damit also die Bildung vonOxiden beschreiben.
Später erfolgte eine Erweiterung des Begriffs, indem Reaktionen einbezogen wurden, bei denen einer VerbindungWasserstoffatome entzogen wurden (Dehydrierung). Z. B. „entreißen“ bei vielen biochemischen Vorgängen bestimmteCoenzyme (NAD, NADP, FAD)organischen Verbindungen Wasserstoffatome.
Auf Grundlage der Ionentheorie und desBohrschen Atommodells wurde die Oxidation schließlich unter elektronentheoretischen Gesichtspunkten interpretiert und verallgemeinert. Seitdem sieht man das Charakteristische an einer Oxidation darin, dass ein chemischer Stoff Elektronen abgibt und dadurch oxidiert wird.
Auch heute noch assoziiert man mit dem Begriff Oxidation häufig die Umsetzung mit (Luft-)Sauerstoff und die Bildung von Oxiden. Jedoch ist gemäß der allgemeineren, moderneren Definition die Oxidation mit Sauerstoff nur ein Typ von vielen möglichen Oxidationsreaktionen mit anderenOxidationsmitteln, die sich mit Hilfe derValenzelektronentheorie erklären lassen. Reagiert z. B. einMetallatom mit einem Sauerstoff-Atom, so kann man die Oxidation des Metalls und somit die Metalloxidbildung mit Hilfe folgenderReaktionsgleichungen beschreiben:
Sauerstoff ist in diesem Fall bestrebt, durch Aufnahme von zwei Elektronen eine stabile Valenzelektronenschale mit insgesamt acht Elektronen aufzubauen (Oktettregel). Das Metall kann durch Abgabe von Elektronen teilbesetzte Schalen auflösen und so die nächstniedrigere stabileElektronenkonfiguration erreichen.
Der erweiterte Begriff der Oxidation wird heute auf Reaktionen angewandt, die nach dem gleichen chemischen Prinzip ablaufen, auch wenn kein Sauerstoff an der Reaktion beteiligt ist. In diesem Sinne bedeutetOxidation nur noch, dassElektronen abgegeben werden. Zum Beispiel gibt bei der Reaktion vonNatrium mitChlor das Natriumatom ein Elektron an das Chloratom ab. Das Natrium wird damit zum Natrium-Kation oxidiert. Im Gegenzug wird Chlor durch Aufnahme des Elektrons zum Chlorid-Anion reduziert. Damit hat sichNatriumchlorid gebildet.
Da Chlor nur molekular als Cl2 vorkommt und in die Reaktion eingeht, muss manstöchiometrisch richtig schreiben:
