Oxidation von Metallen

Im Som­mer wird gerne mit Holz­koh­le ge­grillt. Von selbst ent­zün­det sich diese aber nicht - man muss sie an­hei­zen und braucht viel Luft, damit sie glüht. Übrig bleibt am Ende Asche, die sich al­ler­dings nicht mehr ent­zün­den lässt. Warum ist das so?



Wenn die Kohle glüht, lässt sich Koh­len­stoff­di­oxid nach­wei­sen. Ver­gleicht man des­sen Ei­gen­schaf­ten mit den Ei­gen­schaf­ten der Holz­koh­le vor dem Ent­zün­den, stellt man fest, dass die Stoff­ei­gen­schaf­ten nicht mehr über­ein stim­men. Durch eine che­mi­sche Re­ak­ti­on ist also ein neuer Stoff ent­stan­den.

In der Che­mie kon­zen­triert man sich bei der An­ga­be einer sol­chen Re­ak­ti­on auf Aus­gangs- und End­stof­fe und bringt den Vor­gang mit einem Re­ak­ti­ons­pfeil zum Aus­druck.

Holz­koh­le be­steht fast aus­schließ­lich aus Koh­len­stoff. Bei der Ent­zün­dung re­agiert es mit der Um­ge­bungs­luft. Wir haben be­reits nach­ge­wie­sen, dass nach dem An­zün­den Koh­len­stoff­di­oxid nach­ge­wie­sen wer­den kann. Auf­grund des Na­mens Koh­len­stoff­dioxid kön­nen wir also ge­nau­er sagen, dass Koh­len­stoff aus der Holz­koh­le mit dem Sau­er­stoff­an­teil in der Luft re­agiert. Sau­er­stoff ist also der Re­ak­ti­ons­part­ner. Des­halb lau­tet das Re­ak­ti­ons­sche­ma für diese che­mi­sche Re­ak­ti­on:



Koh­len­stoff + Sau­er­stoff —> Koh­len­stoff­di­oxid



Das Plus­zei­chen wird als „und“ ge­le­sen, der Pfeil als „re­agie­ren zu“. Man liest also: Koh­len­stoff und Sau­er­stoff re­agie­ren zu Koh­len­stoff­di­oxid.



Koh­len­stoff ist ein Rein­stoff, der sich weder durch Trenn­ver­fah­ren noch durch wei­te­re che­mi­sche Re­ak­ti­o­nen zer­le­gen lässt. Diese Stof­fe nennt man Ele­men­te, sie be­stehen aus nur einer Teil­chen­art.

Bei der che­mi­schen Re­ak­ti­on der Ele­men­te Koh­len­stoff und Sau­er­stoff ent­steht die Ver­bin­dung Koh­len­stoff­di­oxid. Diese lässt sich durch ge­eig­ne­te Maß­nah­men wie­der in ihre ur­sprüng­li­chen Ele­men­te zer­le­gen.



Von den heute mehr als 100 be­kann­ten Ele­men­ten sind nur 20% Nicht­me­tal­le. Die rest­li­chen 80% sind Me­tal­le z.B. Eisen oder Ma­gne­si­um. Sie sind bei Zim­mer­tem­pe­ra­tur fest mit der Aus­nah­me von Queck­sil­ber, was flüs­sig ist.

Re­agiert ein Me­tall mit Sau­er­stoff, so ent­steht ein Oxid. Diese Re­ak­ti­on be­zeich­net man als Oxi­da­ti­on. Oxide un­ter­schei­den sich in ihren Ei­gen­schaf­ten von den Me­tal­len, aus denen sie ent­stan­den sind. Es sind sprö­de Stof­fe mit hohen Schmelz­tem­pe­ra­tu­ren.



Diese che­mi­schen Re­ak­ti­o­nen lau­fen nicht von selbst ab. Man muss En­er­gie in Form von Wärme zu­füh­ren, damit sie ab­lau­fen. Diese En­er­gie nennt man Ak­ti­vie­rungs­en­er­gie. Bei den meis­ten Oxi­da­ti­o­nen wird En­er­gie in Form von Licht und Wärme an die Um­ge­bung ab­ge­ge­ben. Sol­che Re­ak­ti­o­nen nennt man exo­therm.