Διαφορές μεταξύ οξείδωσης και αναγωγής
ο οξείδωση είναι μια αντίδραση όπου ένα άτομο, ένα ιόν ή ένα μόριο χάνει ηλεκτρόνια ενώ το μείωση αντιστοιχεί στο κέρδος ηλεκτρονίων ενός ατόμου, ιόντος ή μορίου. Τόσο η οξείδωση όσο και η αναγωγή εξαρτώνται από την αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης του ατόμου, δηλαδή από τη διαφορά στο φορτίο του ατόμου σε μια αντίδραση.
Οι αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής εμφανίζονται πάντα ταυτόχρονα για αυτό που είναι γενικά γνωστό ως αντιδράσεις μείωσης οξείδωσης ή αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Για παράδειγμα, η καύση και η διάβρωση είναι αντιδράσεις μείωσης της οξείδωσης.
| Οξείδωση | Μείωση | |
|---|---|---|
| Ορισμός | Ημι αντίδραση όπου ένα άτομο, ιόν ή μόριο χάνει ηλεκτρόνια. | Ημι αντίδραση όπου ένα άτομο, ιόν ή μόριο κερδίζει ηλεκτρόνια. |
| Κεντρική ιδέα | Η οξείδωση είναι απώλεια ηλεκτρονίων. | Η μείωση είναι κέρδος ηλεκτρονίων. |
| Μερική εξίσωση | Zn → Zn2+ + 2ε- | Κου2++ 2ε-→ Cu |
| Κατάσταση οξείδωσης | Αυξάνεται | Μειώνεται |
| Συμμετέχοντες πράκτορες |
Ο οξειδωτικός παράγοντας είναι αυτός που παγιδεύει τα ηλεκτρόνια. Ο οξειδωμένος παράγοντας είναι αυτός που χάνει τα ηλεκτρόνια. |
Ο αναγωγικός παράγοντας είναι αυτός που παρέχει τα ηλεκτρόνια. Ο μειωμένος παράγοντας είναι αυτός που κερδίζει τα ηλεκτρόνια. |
| Παραδείγματα |
Οξείδωση μεθανόλης σε φορμαλδεΰδη: Χ.Χ.3ΟΗ → CH2Ο + Η2 Αλλαγή από άτομο μαγνησίου Mg σε ιόν μαγνησίου Mg2+ |
Σχηματισμός αργύρου από ιόντα αργύρου. Διάβαση μοριακού οξυγόνου Ο2 στο οξείδιο Ο-2 |
Τι είναι η οξείδωση;
Η οξείδωση είναι η απώλεια ηλεκτρονίων από ένα μόριο, άτομο ή ιόν. Ένα στοιχείο οξειδώνεται όταν χάνει ηλεκτρόνια σε αντίδραση. αυτό επαληθεύεται από το αύξηση στην κατάσταση οξείδωσης του ατόμου. Όσο υψηλότερη είναι η κατάσταση οξείδωσης ενός ατόμου, τόσο υψηλότερος είναι ο βαθμός οξείδωσης.
Η λέξη «οξείδωση» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά τον 18ο αιώνα χάρη στο έργο του Γάλλου χημικού Antoine Lavoisier όταν αναγνώρισε το οξυγόνο στον αέρα. Εκείνη την εποχή, οποιαδήποτε αντίδραση στην οποία το οξυγόνο ήταν αντιδραστήριο περιγράφηκε ως αντιδράσεις οξείδωσης. Σήμερα γνωρίζουμε ότι δεν περιλαμβάνουν όλες οι αντιδράσεις οξείδωσης τη συμμετοχή οξυγόνου.
Μερική εξίσωση οξείδωσης
Μία μερική εξίσωση οξείδωσης είναι το μέρος της γενικής αντίδρασης όπου εμφανίζεται το στοιχείο που υφίσταται οξείδωση και την ποσότητα ηλεκτρονίων που αποσύρονται στη δεξιά πλευρά του προϊόντα. Για παράδειγμα, στην αντίδραση διάβρωσης του αλουμινίου:
4Al + 3O2 → 2Al2Ή3
Η εξίσωση μερικής οξείδωσης για το αλουμίνιο είναι:
Στο0→ Αλ+3 +3ε-
Στην περίπτωση αυτή, η κατάσταση οξείδωσης του αργιλίου στην στοιχειακή του κατάσταση είναι 0 (μηδέν) και οξειδώνεται σε ιόν αλουμινίου με κατάσταση οξείδωσης +3. Δηλαδή, αυξάνεται η κατάσταση οξείδωσης του αλουμινίου.
Οξειδωτικοί και οξειδωτικοί παράγοντες
Ένας οξειδωτικός παράγοντας είναι αυτός που προκαλεί την οξείδωση μιας άλλης χημικής ουσίας. Για παράδειγμα, όταν το μαγνήσιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει οξείδιο του μαγνησίου:
2Mg + O2(ζ) → 2MgO,
Το οξυγόνο προκαλεί το μαγνήσιο να χάσει ηλεκτρόνια, επομένως το οξυγόνο μέσο οξείδωσης και το μαγνήσιο είναι η οξειδωμένη χημική ουσία. Μέταλλα όπως σίδηρος, χαλκός και μαγνήσιο οξειδώνονται εύκολα.
Παραδείγματα αντιδράσεων οξείδωσης
- Αφυδρογόνωση μεθανόλης σε φορμαλδεΰδη:
Χ.Χ.3OH → Η2Γ = Ο
- Το άτομο μαγνησίου χάνει δύο ηλεκτρόνια και γίνεται ιόν μαγνησίου:
Mg (ες) → Mg2+(ες) + 2ε-
- Ο μετασχηματισμός του αλκοόλ σε ξίδι είναι μια αντίδραση οξείδωσης:
Χ.Χ.3Χ.Χ.2ΟΗ → CH3COOH
Τι είναι η μείωση;
Η μείωση είναι η κέρδος ηλεκτρονίων από ένα μόριο, άτομο ή ιόν. Ένα στοιχείο μειώνεται όταν σε μια αντίδραση αποκτά ηλεκτρόνια. Αυτό επαληθεύεται από το μείωση στην κατάσταση οξείδωσης. Όσο χαμηλότερη είναι η κατάσταση οξείδωσης ενός ατόμου, τόσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός μείωσης.
Για παράδειγμα, η αλλαγή ιόντων χαλκού, με κατάσταση οξείδωσης 2+, γίνεται στερεός χαλκός, με κατάσταση οξείδωσης 0:
Κου2+(ac) + 2ε- → Cu (ες)
Η λέξη "μείωση" προέρχεται από τα λατινικά περιορίζω που σημαίνει "επαναφορά". Η διαδικασία εξαγωγής μετάλλου θεωρήθηκε ως ανάκτηση μετάλλου από αυτήν ανόργανες ενώσεις, όπως σίδηρος από οξείδιο του σιδήρου ή χαλκός από οξείδιο του σιδήρου χαλκός (II).
Μερική εξίσωση μείωσης
Μία εξίσωση μερικής αναγωγής είναι το μέρος της γενικής αντίδρασης όπου υπάρχει το στοιχείο που υφίσταται μείωση και η ποσότητα των ηλεκτρονίων που λαμβάνει στην αριστερή πλευρά των αντιδρώντων. Για παράδειγμα, στην αντίδραση διάβρωσης του αλουμινίου:
4Al + 3O2 → 2Al2Ή3
η εξίσωση μερικής μείωσης οξυγόνου είναι:
Ή0 + 2ε-2 → Ο-2
Σε αυτήν την περίπτωση, η κατάσταση οξείδωσης του οξυγόνου στη μοριακή του κατάσταση είναι 0 (μηδέν) και ανάγεται σε ένα ιόν οξειδίου με κατάσταση οξείδωσης -2. Δηλαδή, η κατάσταση οξείδωσης του οξυγόνου πηγαίνει από 0 σε -2, μειώνεται.
Μειώνοντας και μειώνοντας τους παράγοντες
Ένας αναγωγικός παράγοντας προκαλεί μείωση ενός άλλου χημικού. Για παράδειγμα, όταν το μαγνήσιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει οξείδιο του μαγνησίου:
2Mg + O2(ζ) → 2MgO,
το μαγνήσιο προκαλεί οξυγόνο στην απόκτηση ηλεκτρονίων, έτσι το μαγνήσιο λειτουργεί ως αναγωγικός παράγοντας ενώ το οξυγόνο μειώνεται
Τα μέταλλα τείνουν να χάνουν ηλεκτρόνια, έτσι δρουν ως αναγωγικοί παράγοντες.
Παραδείγματα αντιδράσεων μείωσης
- Το μοριακό οξυγόνο αποκτά τέσσερα ηλεκτρόνια για να μετατραπεί σε ιόν οξείδιο:
Ή2(ζ) + 4ε-→ 2O2-
- Ο σχηματισμός αργύρου από ιόντα αργύρου:
Αγ+(ac) + ε-→ Ag (α)
Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει Οργανικές και ανόργανες ενώσεις.
Διδάκτωρ Βιοχημείας από το Ινστιτούτο Επιστημονικής Έρευνας της Βενεζουέλας (IVIC), με πτυχίο στη Βιοανάλυση από το Κεντρικό Πανεπιστήμιο της Βενεζουέλας.
