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Methoden zur Beurteilung der Stärke von Oxidations- und Reduktionsmitteln

(Ⅰ) Beurteilung anhand von chemischen Gleichungen
(1) Oxidationsmittel (Oxidationskraft) + Reduktionsmittel (Reduktionskraft) === Reduktionsprodukte + Oxidationsprodukte
Oxidationsmittel → Reduktionsprodukte: gewinnen Elektronen, Oxidationszahl sinkt, werden reduziert, führen eine Reduktionsreaktion durch
Reduktionsmittel → Oxidationsprodukte: verlieren Elektronen, Oxidationszahl steigt, werden oxidiert, führen eine Oxidationsreaktion durch
Oxidationskraft: Oxidationsmittel > Oxidationsprodukte
Reduktionskraft: Reduktionsmittel > Reduktionsprodukte

(2) Beurteilung unter Berücksichtigung desselben Reaktionspaars von Oxidations- und Reduktionsmittel
Oxidationskraft: Oxidationsmittel > Reduktionsmittel
Reduktionskraft: Reduktionsmittel > Oxidationsmittel

(Ⅱ) Vergleich nach der Reaktivitätsreihe von Stoffen
(1) Für metallische Reduktionsmittel gilt: die Reduktionskraft von Metallen stimmt im Allgemeinen mit ihrer Reaktivitätsreihe überein. Je weiter hinten ein Metall liegt, desto schwieriger gibt es Elektronen ab und desto schwächer ist seine Reduktionskraft.
Reduktionskraft: K > Ca > Na > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Ag > Pt > Au

(2) Reihung der Oxidationskraft von Metallkationen:
K⁺ < Ca²⁺ < Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺ < Mn²⁺ < Zn²⁺ < Cr³⁺ < Fe²⁺ < Ni²⁺ < Sn²⁺ < Pb²⁺ < (H⁺) < Cu²⁺ < Ag⁺ < Pt²⁺ < Au²⁺
Achtung: Fe²⁺, Sn²⁺, Pb²⁺, nicht Fe³⁺, Sn⁴⁺, Pb⁴⁺

(3) Reaktivitätsreihe der Nichtmetalle (häufig vorkommende Elemente)
F > Cl > Br > I > S
Die Oxidationskraft der Atome (oder Elemente) nimmt ab, während die Reduktionskraft der entsprechenden Anionen zunimmt.

(Ⅲ) Beurteilung anhand der Reaktionsbedingungen
Wenn unterschiedliche Oxidationsmittel jeweils mit demselben Reduktionsmittel reagieren und die Oxidationsprodukte denselben Oxidationsgrad haben, kann man die Schwierigkeit der Reaktion zur Beurteilung heranziehen. Je leichter die Reaktion verläuft, desto stärker ist die Oxidationskraft des Oxidationsmittels.
Beispiele:
16 HCl (konz.) + 2 KMnO₄ → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 8 H₂O + 5 Cl₂ (gas)
4 HCl (konz.) + MnO₂ → (erhitzt) MnCl₂ + 2 H₂O + Cl₂ (gas)
4 HCl (konz.) + O₂ → (erhitzt, CuCl₂-Katalysator) 2 H₂O + 2 Cl₂ (gas)
Oxidationskraft: KMnO₄ > MnO₂ > O₂

(Ⅳ) Beurteilung anhand des Oxidationsgrades der Oxidationsprodukte
Wenn Reduktionsmittel mit variabler Valenz unter ähnlichen Bedingungen auf unterschiedliche Oxidationsmittel wirken, kann man die Stärke des Oxidationsmittels anhand des Oxidationsgrades der entstandenen Oxidationsprodukte beurteilen.Zum Beispiel: 2Fe + 3Cl2 == (entzündet) 2FeCl3
Fe + S == (erhitzt) FeS
Oxidationskraft: Cl2 > S

(V) Nach dem Periodensystem der Elemente bestimmen
(1) Elemente derselben Hauptgruppe (von oben nach unten)
Die Oxidationskraft von Nichtmetallatomen (oder Elementen) nimmt allmählich ab, die korrespondierende Reduktionskraft der Anionen nimmt allmählich zu.
Die Reduktionskraft von Metallatomen nimmt allmählich zu, die korrespondierende Oxidationskraft der Kationen nimmt allmählich ab.

(2) Elemente derselben Periode in der Hauptgruppe (von links nach rechts)
Die Reduktionskraft der Elemente nimmt allmählich zu, die Oxidationskraft nimmt ebenfalls allmählich zu.
Die Oxidationskraft der Kationen nimmt allmählich zu, die Reduktionskraft der Anionen nimmt allmählich ab.

(VI) Vergleich der Säure-Base-Stärke der Hydrate der höchsten Oxidationszahlen von Elementen
Je stärker die Säure, desto stärker die Oxidationskraft des entsprechenden Elements.
Je stärker die Base, desto stärker die Reduktionskraft des entsprechenden Elements.

(VII) Bestimmung anhand der Elektrodenreaktionen galvanischer Zellen
Die beiden Pole einer galvanischen Zelle bestehen aus zwei verschiedenen Metallen. Das Metall am Minuspol ist die Elektrode, aus der Elektronen austreten; das Metall am Pluspol ist die Elektrode, in die Elektronen fließen.
Deren Reduktionskraft: Minuspol-Metall > Pluspol-Metall

(VIII) Bestimmung anhand der Konzentration der Substanzen
Je größer die Konzentration einer oxidierenden (oder reduzierenden) Substanz, desto stärker ist ihre Oxidationskraft (oder Reduktionskraft); umgekehrt ist sie schwächer.

(IX) Bestimmung anhand der Oxidationsstufe des Elements
Im Allgemeinen haben Elemente mit variabler Valenz in ihrem höchsten Oxidationszustand nur Oxidationskraft, in ihrem niedrigsten Oxidationszustand nur Reduktionskraft und in mittleren Oxidationszuständen sowohl Oxidations- als auch Reduktionskraft. In der höchsten Oxidationsstufe ist die Oxidationskraft am stärksten; mit abnehmender Oxidationsstufe nimmt die Oxidationskraft ab, während die Reduktionskraft zunimmt.