Zuerst wird bestimmt, welches Teilchen Elektronen abgibt und welches Elektronen aufnimmt. Dazu werden die Produkte und Edukte notiert und die Oxidationszahlen bestimmt.

Edukte:  \(\rm\overset{\text{-II}}{C}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H_{3}}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H}\), \(\rm\overset{\text{+I}}{H_{2}}\)\(\rm\overset{\text{-I}}{O_{2}}\)

Produkte:  \(\rm\overset{\text{+I}}{H}\)\(\rm\overset{\text{+II}}{C}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H}\), \(\rm\overset{\text{+I}}{H_{2}}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)

Das Methanol-Molekül gibt Elektronen ab und reagiert dabei zu einem Ameisensäure-Molekül. Durch die Abgabe der Elektronen erhöht sich die Oxidationszahl des Kohlenstoff-Atoms. Hier findet die Oxidationsreaktion statt.

\(\rm\overset{\text{-II}}{C}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H_{3}}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H}\rightarrow\rm\overset{\text{+I}}{H}\)\(\rm\overset{\text{+II}}{C}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H}\)

Bestimmung der Anzahl der abgegebenen Elektronen

Mit Hilfe der Oxidationszahlen wird bestimmt, wie viele Elektronen abgegeben werden. Die Oxidationszahl ändert sich von \(\ce{-II}\) zu \(\ce{+II}\) um vier Einheiten. Also werden vier Elektronen abgegeben. 

\(\rm\overset{\text{-II}}{C}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H_{3}}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H}\rightarrow\rm\overset{\text{+I}}{H}\)\(\rm\overset{\text{+II}}{C}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)\(\rm\overset{\text{+I}}{H}+ 4e^{-}\)

Ausgleich der Ladungsbilanz

Die Ladungs- und die Massenbilanz stimmt nicht. Zum Ladungsausgleich werden auf der linken Seite vier \(\ce{OH^{-}}\)-Ionen ergänzt. Diese stehen zur Verfügung, da die Reaktion im alkalischen Milieu abläuft.

\(\ce {CH_{3}OH} \ce+ 4 \ce{OH}^{-}\rightarrow\ce{HCOOH} + {4e}^{-}\)

Ausgleich der Massenbilanz

Um die Massenbilanz auszugleichen, werden auf der rechten Seite der Reaktionsgleichung Wasser-Moleküle ergänzt. 

\(\ce{CH_{3}OH + 4 OH^{-}\rightarrow HCOOH + 3 H_{2}O + 4e^{-}}\)

Dies ist die Teilgleichung für die Oxidation.

Bestimmung der Anzahl der aufgenommenen Elektronen

Mit Hilfe der Oxidationszahlen wird bestimmt, wie viele Elektronen aufgenommen werden. Die Oxidationszahl des Sauerstoff-Atoms verringert sich von \(\ce{-I}\) auf \(\ce{-II}\). Pro Wasserstoffperoxid-Molekül werden also zwei Elektronen aufgenommen, da zwei Sauerstoff-Atome vorhanden sind.

\(\rm\overset{\text{+I}}{H_{2}}\)\(\rm\overset{\text{-I}}{O_{2}}+ 2e^{-}\rightarrow\rm\overset{\text{+I}}{H_{2}}\)\(\rm\overset{\text{-II}}{O}\)

Ausgleich der Ladungsbilanz

Die Ladungs- und die Massenbilanz stimmt nicht. Zum Ladungsausgleich werden auf der rechten Seite \(\ce{OH^{-}}\)-Ionen ergänzt.

\(\ce{H_{2}O_{2} + 2e^{-}\rightarrow H_{2}O + 2 OH^{-}} \)

Ausgleich der Massenbilanz

Die Massenbilanz stimmt nicht. Durch Ergänzung von Wasser-Molekülen auf der linken Seite wird ausgeglichen.

\(\ce{H_{2}O_{2} + 2 H_{2}O + 2e^{-}\rightarrow 2H_{2}O + 2 OH^{-}}\) 

Herausstreichen von überschüssigen Teilchen

Überschüssige Teilchen sind Teilchen, die sich auf der linken und rechten Seite der Reaktionsgleichung befinden, wie in diesem Fall die zwei Wasser-Moleküle. Diese können herausgestrichen werden. 

\(\ce{H_{2}O_{2} + 2e^{-} + 2 H_{2}O \rightarrow 2 H_{2}O + 2 OH^{-}}\)  

\(\ce{H_{2}O_{2} + 2e^{-} + \cancel{2 H_{2}O} \rightarrow \cancel{2 H_{2}O} + 2 OH^{-}}\)  

Nach dem Herausstreichen:

\(\ce{H_{2}O_{2} + 2e^{-}\rightarrow 2 OH^{-}}\)  

Dies ist die Teilgleichung für die Reduktion.

Zum Aufstellen einer Bruttoreaktionsgleichung werden alle Teilchen, die sich bei den Teilgleichungen auf der linken Seite befinden, gemeinsam auf der linken Seite der Gleichung notiert. Alle Teilchen, die sich in den beiden Teilgleichungen auf der rechten Seite befinden, werden gemeinsam auf der rechten Seite der Bruttoreaktionsgleichung notiert.

Oxidation:  \(\ce{CH_{3}OH + 4 OH^{-}\rightarrow HCOOH + 3 H_{2}O + 4e^{-}}\)  

Reduktion:  \(\ce{2H_{2}O_{2} + 4e^{-}\rightarrow  4 OH^{-}}\)  

Bruttogleichung: \(\ce{CH_{3}OH + 4 OH^{-} + 2H_{2}O_{2} + 4e^{-}\rightarrow HCOOH + 3 H_{2}O + 4e^{-} + 4 OH^{-}}\)

Herausstreichen überschüssiger Teilchen

Bruttogleichung: \(\ce{CH_{3}OH + 4 OH^{-} + 2H_{2}O_{2} + 4e^{-}\rightarrow HCOOH + 3 H_{2}O + 4e^{-} + 4 OH^{-}}\)  

\(\ce{CH_{3}OH + \cancel{4 OH^-} + 2H_{2}O_{2} + \cancel{4e^-}\rightarrow HCOOH + 3 H_{2}O + \cancel{4e^-} + \cancel{4 OH^-}}\)  

Nach dem Herausstreichen

\(\ce{CH_{3}OH +  2H_{2}O_{2} \rightarrow HCOOH + 3 H_{2}O} \)