Oxidation und Reduktion 

Oxidation und Reduktion sind eng miteinander verbundene Prozesse, die in einer sogenannten Redox-Reaktion ablaufen. Bei der Oxidation gibt ein Molekül, Atom oder Ion Elektronen ab, während bei der Reduktion Elektronen aufgenommen werden. Ursprünglich wurde Oxidation als Reaktion mit Sauerstoff definiert, aber heute wird dieser Begriff für jede Elektronenabgabe verwendet.

Eine einfache Eselsbrücke: “Kommt herbei ein Elektron, ist es eine Reduktion. Wenn ein Elektron weg marschiert, wird das Teilchen oxidiert.” 

Beide Reaktionen treten immer gemeinsam auf, da Elektronen, die bei einer Oxidation abgegeben werden, von einem anderen Stoff bei der Reduktion aufgenommen werden müssen. 

Beispiele für Oxidation und Reduktion

Ein klassisches Beispiel für eine Redox-Reaktion ist die Verbrennung von Magnesium: $2 \, \text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{MgO}$. Hier wird Magnesium oxidiert (gibt Elektronen ab) und Sauerstoff wird reduziert (nimmt Elektronen auf). Ein weiteres Beispiel ist das Rosten von Eisen, bei dem Eisen mit Sauerstoff reagiert und dabei oxidiert.

Oxidation und Reduktion in der Biochemie

In der Biochemie spielen Redox-Reaktionen eine zentrale Rolle bei der Energiegewinnung. Die Zellatmung ist eine Redox-Reaktion, bei der Glukose oxidiert und Sauerstoff reduziert wird, um Energie in Form von ATP zu gewinnen. Diese Prozesse finden in den Mitochondrien statt und sind für den Stoffwechsel des menschlichen Körpers entscheidend.

NAD/NADH und Redox-Reaktionen

Ein wichtiges Molekül in biochemischen Redox-Reaktionen ist NAD (Nikotinamidadenindinukleotid), das als Elektronentransporter fungiert. In seiner oxidierten Form wird es als NAD+ bezeichnet, während die reduzierte Form NADH ist. NAD+ nimmt Elektronen auf (Reduktion) und wird zu NADH, das später Elektronen abgeben kann (Oxidation). Diese Reaktionen sind entscheidend für den Zellstoffwechsel und die Produktion von ATP.

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