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Komplex- und Redoxreaktion

Komplexe in der Natur

Die Atmung

Sauerstoff muss transportiert werden -> Blut (Hämoglobin). Hämoglobin = grosse chem. Einheit: Komplexion mit Zentralion FE2+ mit kleinem (4 zähnig) und grossem (1 zähnig) Ligand. Für Transport verantwortlicher Teil: Häm: Verbindungsstück (zu grossem Proteinknäuel), planarer Porphyrinring (4*N, konjugierte Doppelbindungen), transportiertes O2. Da O2 keinen Dipolcharakter -> schwache Bindung -> kann leicht ersetzt werden. In Lunge viel O2 -> beladen. Muskel: Austausch O2 und CO2 (da höhere Konzentration) -> Myoglobin.

[HämCO2]2+ + O2 -> [HämO2]2+ + CO2 bzw. [HämO2]2+ + CO2 -> [HämCO2]2+ + O2

Kohlenmonoxid -> starker Dipol -> [HämCO]2+ -> irreversibel -> kein O2 Trans. -> giftig

Das Chlorophyll

Ähnlich wie Häm. Chelatkomplex mit Mg2+-Ion mit einem Ligand (4 zähnig). 4*N; Konjugierte Doppelbindungen. Licht -> Zucker (chem. Energ.) => Redoxreaktion Fotosynthese: 6H2O + 6CO2 -> C6H12O6 + 6O2.

Vitamin B12

Einziges Vitamin mit Metallatom. Wird nur von Bakterien synthetisiert. Leber, Eigelb, Muskeln. Mangel: Blutarmut -> Tod. Zentralion (Co) kann mit 1+, 2+ oder 3+ vorliegen -> spezielle Funktion. 4*N, konjugierte Doppelbindungen.

Komplexe in der Technik

Fotographie

Ag+Br- Kristalle in Gelatine.
Belichtung: 2AgBr -> 2Ag + Br2
Wo belichtet Silberkeime (unsichtbar)
Entwicklung: C6H4(OH)2 + 2Ag+ + 2OH- -> C6H4O2 + 2Ag0 + 2H2O
Silberkeime vergrössert, jetzt sichtbar
Fixierung: AgBr + 2S2O22- -> [Ag(S2O3)2]3- + Br-
Silberbild

Aluminiumgewinnung

Al enthalten in Bauxit (Al2O3*H2O + Fe2O3).
Erhitzen mit NaOH -> Komplex Na[Al(OH)4] + filtrierbarer Rotschlamm.
Verdünnen -> {Al(OH)3}=[Al(H2O)(OH)3]0.
Erhitzen (1200°C) -> Al3O3
Schmelzelektrolyse mit Na3AlF6 (->Schmelztemp. tiefer) und Kohleelektroden -> Al2O3

Redoxreaktion

Redoxprozess: Prozess, bei dem Elektronen übertragen werden. Redox = Red + Ox
Oxidation: Abgabe von Elektronen
Reduktion: Aufnahme von Elektronen

Oxidationsmittel: Stoff, der einen anderen Stoff oxidieren kann; wird dabei reduziert.
Reduktionsmittel: Stoff, der einen anderen Stoff reduzieren kann; wird dabei oxidiert.

Weiteres

Unterschiede: S/B: Übertragung H+; Redox: Übertragung e-.
Gemeinsam: Kleinste, geladene Teilchen werden übertragen.

Kleine (PSE oben; Liste unten) Atome -> nehmen gerne e- auf -> gute Oxidationsmittel
Grosse (PSE unten; Liste oben) Atome -> geben gerne e- ab -> gute Reduktionsmittel

Edelmetalle: Metalle, die nicht von H3O+ oxidiert werden können. Cu abwärts.


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