Różnice między utlenianiem a redukcją
utlenianie to reakcja, w której atom, jon lub cząsteczka traci elektrony, podczas gdy zmniejszenie odpowiada przyrostowi elektronów atomu, jonu lub cząsteczki. Zarówno utlenianie, jak i redukcja zależą od zmiany stanu utlenienia atomu, to znaczy od różnicy ładunku atomu w reakcji.
Reakcje utleniania i redukcji zawsze zachodzą jednocześnie, w przypadku tak zwanych ogólnie reakcji utleniania-redukcji lub reakcje redoks. Na przykład spalanie i korozja są reakcjami utleniania i redukcji.
| Utlenianie | Zmniejszenie | |
|---|---|---|
| Definicja | Półreakcja, w której atom, jon lub cząsteczka traci elektrony. | Półreakcja, w której atom, jon lub cząsteczka zdobywa elektrony. |
| Kluczowa koncepcja | Utlenianie to utrata elektronów. | Redukcja to przyrost elektronów. |
| Równanie cząstkowe | Zn → Zn2+ + 2e- | Cu2++ 2e-→ Cu |
| Stan utlenienia | Zwiększa | Zmniejsza |
| Zaangażowani agenci |
Środek utleniający jest tym, który wychwytuje elektrony. Utleniony środek to ten, który traci elektrony. |
Czynnikiem redukującym jest ten, który dostarcza elektrony. Środek zredukowany to ten, który pozyskuje elektrony. |
| Przykłady |
Utlenianie metanolu do formaldehydu: CH3OH → CH2O + H2 Zmiana z atomu magnezu Mg na jon magnezu Mg2+ |
Powstawanie srebra z jonów srebra. Przepływ tlenu cząsteczkowego O2 do tlenku O-2 |
Co to jest utlenianie?
Utlenianie jest utrata elektronów przez cząsteczkę, atom lub jon. Pierwiastek utlenia się, gdy traci elektrony w reakcji; jest to weryfikowane przez wzrost stopnia utlenienia atomu. Im wyższy stopień utlenienia atomu, tym wyższy stopień utlenienia.
Słowo „utlenianie” zostało użyte po raz pierwszy w XVIII wieku dzięki pracy francuskiego chemika Antoine'a Lavoisiera, który zidentyfikował tlen w powietrzu. W tamtym czasie każdą reakcję, w której reagentem był tlen, opisywano jako reakcje utleniania. Dziś wiemy, że nie we wszystkich reakcjach utleniania uczestniczy tlen.
Równanie częściowego utleniania
Równanie częściowego utleniania jest częścią ogólnej reakcji, w której występuje pierwiastek który ulega utlenianiu i ilość elektronów, które są wycofywane po prawej stronie produkty. Na przykład w reakcji korozyjnej aluminium:
4Al + 3O2 → 2Al2LUB3
równanie częściowego utleniania dla aluminium to:
Do0→ Al+3 + 3e-
W tym przypadku stopień utlenienia aluminium w jego stanie pierwiastkowym wynosi 0 (zero) i jest utleniany do jonu glinu o stopniu utlenienia +3; to znaczy zwiększa się stopień utlenienia aluminium.
Utleniacze i środki utleniające
Środek utleniający to taki, który powoduje utlenienie innej substancji chemicznej. Na przykład, gdy magnez reaguje z tlenem, tworząc tlenek magnezu:
2 mg (s) + O2(g) → 2MgO (s),
tlen powoduje utratę elektronów przez magnez, dlatego tlen jest Środek utleniający a magnez jest utlenioną substancją chemiczną. Metale takie jak żelazo, miedź i magnez łatwo się utleniają.
Przykłady reakcji utleniania
- Odwodornienie metanolu do formaldehydu:
CH3OH → H2C = O
- Atom magnezu traci dwa elektrony i staje się jonem magnezu:
Mg (s) → Mg2+(s) + 2e-
- Przekształcenie alkoholu w ocet to reakcja utleniania:
CH3CH2OH → CH3COOH
Czym jest redukcja?
Redukcja jest wzmocnienie elektronów przez cząsteczkę, atom lub jon. Element ulega redukcji, gdy w reakcji otrzymuje elektrony. Zostało to zweryfikowane przez spadek stopnia utlenienia. Im niższy stopień utlenienia atomu, tym większy stopień redukcji.
Na przykład zmiana jonu miedzi, o stopniu utlenienia 2+, staje się miedzią stałą, o stopniu utlenienia 0:
Cu2+(ac) + 2e- → Cu (s)
Słowo „redukcja” pochodzi z łaciny zmniejszyć co oznacza „przywracanie”. Proces ekstrakcji metalu był postrzegany jako odzyskiwanie metalu z jego from związki mineralne, takie jak żelazo z tlenku żelaza czy miedź z tlenku żelaza miedź (II).
Równanie częściowej redukcji
Równanie częściowej redukcji to część ogólnej reakcji, w której po lewej stronie reagentów występuje pierwiastek podlegający redukcji i ilość elektronów, które otrzymuje. Na przykład w reakcji korozyjnej aluminium:
4Al + 3O2 → 2Al2LUB3
równanie częściowej redukcji tlenu to:
LUB0 + 2e-2 → O-2
W tym przypadku stopień utlenienia tlenu w jego stanie cząsteczkowym wynosi 0 (zero) i jest on redukowany do jonu tlenkowego o stopniu utlenienia -2; to znaczy stopień utlenienia tlenu przechodzi od 0 do -2, zmniejsza się.
Środki redukujące i redukujące
Środek redukujący powoduje redukcję innej substancji chemicznej. Na przykład, gdy magnez reaguje z tlenem, tworząc tlenek magnezu:
2 mg (s) + O2(g) → 2MgO (s),
magnez powoduje, że tlen zdobywa elektrony, więc magnez działa jako środek redukujący, podczas gdy tlen jest redukowany.
Metale mają tendencję do utraty elektronów, więc działają jak reduktory.
Przykłady reakcji redukcji
- Tlen cząsteczkowy zyskuje cztery elektrony, aby przekształcić się w jon tlenkowy:
LUB2(g) + 4e-→ 2O2-
- Powstawanie srebra z jonów srebra:
Ag+(ac) + e-→ Ag(s)
Może Cię również zainteresować Związki organiczne i nieorganiczne.
Doktor biochemii z Wenezuelskiego Instytutu Badań Naukowych (IVIC), z dyplomem bioanalizy na Centralnym Uniwersytecie Wenezueli.
