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Oxidationszahl-Rechner

Kurz gesagt: Bestimme die Oxidationszahl jedes Elements in einer Verbindung oder einem Ion (K2Cr2O7, MnO4-, H2O2) mit Regeln Schritt für Schritt. Er ist kostenlos, läuft im Webbrowser und braucht keinen Download.

Gib eine Formel oder ein Ion ein, um die Oxidationsstufe jedes Elements zu erhalten – mit der in jedem Schritt verwendeten Regel. Der Rechner kann Peroxide, Metallhydride, OF2, mehratomige Ionen und gebrochene (mittlere) Oxidationsstufen.

Kurzantwort: In K2Cr2O7 ist K = +1 und O = −2, also 2(+1) + 2x + 7(−2) = 0 und Cr = +6.

Schreibe Ionenladungen ans Ende: SO4^2-, NH4+, Fe3+.

Hier erscheinen die Ergebnisse.

So verwendest du den Oxidationszahl-Rechner

  1. Gib eine neutrale Formel (KMnO4) oder ein Ion mit seiner Ladung (Cr2O7^2-, NH4+) ein.
  2. Der Rechner wendet die Regeln für Oxidationszahlen in Prioritätsreihenfolge an: F, dann Gruppe 1, Gruppe 2, Al, H, O und die Halogene.
  3. Das Element ohne feste Regel wird bestimmt, indem die Summe der Oxidationszahlen gleich der Gesamtladung gesetzt wird.
  4. Lies die Tabelle und die nummerierten Schritte. Bruchzahlige Ergebnisse sind Mittelwerte über Atome in unterschiedlichen Umgebungen.

Rechenbeispiele

Kaliumpermanganat, KMnO4

K = +1, O = −2
(+1) + x + 4(−2) = 0

Mn = +7

Wasserstoffperoxid, H2O2

H = +1, also 2(+1) + 2x = 0

O = −1 (Peroxid)

Dichromat-Ion, Cr2O72−

O = −2, Gesamtladung −2
2x + 7(−2) = −2

Cr = +6

Magnetit, Fe3O4

3x + 4(−2) = 0

Fe = +8/3 (Mittelwert aus einem Fe2+ und zwei Fe3+)

Regeln zur Bestimmung von Oxidationszahlen

  1. Ein Atom in einem Element (Na, O2, S8) hat 0.
  2. Ein einatomiges Ion hat seine Ladung (Fe3+ = +3, Cl− = −1).
  3. Fluor hat in Verbindungen immer −1.
  4. Metalle der Gruppe 1 haben +1, Metalle der Gruppe 2 haben +2 und Aluminium hat +3.
  5. Wasserstoff hat mit Nichtmetallen +1 und in Metallhydriden −1 (NaH, CaH2, LiAlH4).
  6. Sauerstoff hat −2, außer in Peroxiden (−1), Hyperoxiden (−½) und OF2 (+2).
  7. Cl, Br und I haben −1, sofern sie nicht an Sauerstoff oder ein elektronegativeres Halogen gebunden sind.
  8. Die Summe aller Oxidationszahlen entspricht der Gesamtladung: 0 bei einer Verbindung, die Ionenladung bei einem Ion.

Der Rechner wendet diese Regeln in genau dieser Reihenfolge an, wodurch sich Ausnahmen wie Peroxide von selbst ergeben: In H2O2 wird Wasserstoff zuerst festgelegt, daher muss Sauerstoff −1 sein, damit die Summe null ergibt.

Oxidation, Reduktion und die Unterscheidung von Fe2+ und Fe3+

Eine Erhöhung der Oxidationszahl ist eine Oxidation, eine Erniedrigung eine Reduktion (Oxidation = Elektronenabgabe, Reduktion = Elektronenaufnahme). Um festzustellen, ob Eisen in einer Verbindung +2 oder +3 ist, gleiche die Ladungen der anderen Ionen aus: In FeCl3 bedeuten drei Cl− Fe3+; in FeSO4 bedeutet SO42− Fe2+. Der Übergang von Fe2+ zu Fe3+ ist eine Oxidation.

Grenzen. Die Regeln liefern einen Wert pro Element. Befindet sich dasselbe Element in unterschiedlichen Umgebungen (NH4NO3, organische Moleküle, S4O62−), ist das Ergebnis ein Mittelwert. Salze werden nach Möglichkeit in ihre Ionen aufgeteilt. Für Kohlenstoffatome in organischen Molekülen zeichne die Struktur und bestimme jedes C-Atom anhand seiner Bindungen.

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Häufig gestellte Fragen

Wie bestimmt man eine Oxidationszahl?

Wende die festen Regeln an (F −1, Gruppe 1 +1, Gruppe 2 +2, H +1, O −2, Halogene −1) und löse nach dem verbleibenden Element auf, sodass die Summe der Gesamtladung entspricht.

Wie bestimmt man die Oxidationszahl von Cr in K2Cr2O7?

K ist +1 und O ist −2: 2(+1) + 2x + 7(−2) = 0, also 2x = 12 und Cr = +6. Im Ion Cr2O7 2− ist das Ergebnis dasselbe: 2x − 14 = −2.

Woran erkenne ich, ob Fe 2+ oder 3+ ist?

Nutze die Ladungen der anderen Ionen. FeCl3 braucht Fe3+, um drei Cl− auszugleichen; FeO und FeSO4 enthalten Fe2+. Fe3O4 enthält beide, der Mittelwert ist also +8/3.

Ist Fe2+ zu Fe3+ eine Oxidation?

Ja. Die Oxidationszahl steigt von +2 auf +3, weil Eisen ein Elektron abgibt – und das ist eine Oxidation.

Warum ist die Oxidationszahl von Sauerstoff in H2O2 −1?

Wasserstoff ist +1, zwei H tragen also +2 bei. Die beiden Sauerstoffatome müssen zusammen −2 ergeben, also je −1. Die O–O-Bindung verändert die Oxidationszahlen nicht.

Können Oxidationszahlen Brüche sein?

Ja, als Mittelwerte. Fe3O4 ergibt +8/3 und S4O6 2− ergibt +2,5, weil Atome desselben Elements in unterschiedlichen Oxidationsstufen vorliegen.

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