 Will man aus Eisenerz (Eisenoxid) reines Eisen gewinnen, benötigt man einen Stoff, der dem Eisenoxid die chemisch gebundenen Sauerstoff-Atome wegnimmt. Hierfür eignet sich jeder Stoff, der sich lieber mit Sauerstoff verbindet. Dies sind alle Metalle, die bei der Oxidation mit Sauerstoff ein geringeres Normalpotenzial als das Eisen besitzen. Als "Knochen" würde sich daher Aluminium eignen.  Zur Demonstration der Thermitreaktion (>Versuchsbeschreibung) wird gemahlenes Eisenerz mit einer Mischung aus Aluminiumpulver und -grieß vermischt, in einen Tontopf gegeben und mit Wunderkerze und Zündmischung gezündet. Unter großer Wärmeentwicklung verbrennt das Gemisch. Aus dem Loch des Tontopfes ergießt sich ein Strahl von glühendem, flüssigem Roheisen, das sich im Sand der Schale sammelt und erst nach längerer Zeit abgekühlt und erstarrt.  Das Aluminium nimmt dem Eisenoxid die Sauerstoff-Atome weg und wird dabei zu Aluminiumoxid oxidiert. Analog zum einfachen Oxidationsbegriff (nach Lavoisier), stellt die Reaktion eines Stoffes unter Sauerstoffabgabe eine Reduktion dar. Im geschilderten Beispiel findet aber gleichzeitig eine Reduktion und eine Oxidation statt, es handelt es sich um eine Reduktions-Oxidations-Reaktion (Redox-Reaktion). Nach dem heutigen Verständnis der Chemie ist jede chemische Reaktion, bei der Elektronen aufgenommen werden, eine Reduktion. Bei der Thermitreaktion nehmen die Eisen-Ionen des Eisenoxids Elektronen auf. Oxidationsmittel können einem Reaktionspartner Elektronen entziehen, sie werden gleichzeitig reduziert. Das Eisenoxid erhält die Elektronen vom Aluminium und wird zu Eisen reduziert. Das Aluminium wirkt als Reduktionsmittel, es liefert Elektronen und wird selbst zu Aluminiumoxid oxidiert.  Auch die Reaktion zwischen Natrium und Chlor zu Natriumchlorid (Kochsalz) ist eine Redoxreaktion, obwohl dabei keine Sauerstoff-Atome beteiligt sind (vgl. Oxidation). Eine solche Redoxreaktion kann in Teilschritten dargestellt werden: Oxidation (Elektronenabgabe): 2 Na -----> 2 Na+ + 2e- Reduktion (Elektronenaufnahme): Cl2 + 2e- -----> 2 Cl- Gesamtreaktion: 2 Na + Cl2 -----> 2 Na+Cl- Oxidation Thermitschweißen bei der Bahn Hochofenprozess Experimente zu den Redoxreaktionen |