Reakcja utleniania a reakcja redukcji
Reakcje utleniania i redukcji są ze sobą powiązane. W przypadku utlenienia jednej substancji następuje redukcja innej substancji. Dlatego te reakcje są wspólnie określane jako reakcje redoks.
Reakcja utleniania
Pierwotnie reakcje utleniania zidentyfikowano jako reakcje, w których uczestniczy tlen. Tutaj tlen łączy się z inną cząsteczką, tworząc tlenek. W tej reakcji tlen ulega redukcji, a druga substancja ulega utlenieniu. Dlatego w zasadzie reakcja utleniania polega na dodaniu tlenu do innej substancji. Na przykład w następującej reakcji wodór ulega utlenieniu, a zatem atom tlenu jest dodawany do wodoru tworzącego wodę.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Innym sposobem opisania utleniania jest utrata wodoru. Są sytuacje, w których trudno jest opisać utlenianie jako dodanie tlenu. Na przykład, w następującej reakcji tlen został dodany zarówno do węgla, jak i do wodoru, ale tylko węgiel uległ utlenieniu. W tym przypadku utlenianie można opisać mówiąc, że jest to utrata wodoru. Ponieważ wodory zostały usunięte z metanu podczas produkcji dwutlenku węgla, węgiel został tam utleniony.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Innym alternatywnym podejściem do opisu utleniania jest utrata elektronów. Takie podejście można wykorzystać do wyjaśnienia reakcji chemicznych, w których nie widać tworzenia się tlenków ani utraty wodoru. Tak więc, nawet gdy nie ma tlenu, możemy wyjaśnić utlenianie za pomocą tego podejścia. Na przykład w następującej reakcji magnez przekształcił się w jony magnezu. Ponieważ magnez stracił dwa elektrony, uległ utlenieniu, a utleniaczem jest gazowy chlor.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Stan utlenienia pomaga zidentyfikować atomy, które przeszły utlenianie. Zgodnie z definicją IUPAC, stopień utlenienia jest „miarą stopnia utlenienia atomu w substancji. Jest definiowany jako ładunek, jaki mógłby mieć atom. Stan utlenienia jest wartością całkowitą i może być dodatni, ujemny lub zerowy. Stan utlenienia atomu ulega zmianie w wyniku reakcji chemicznej. Jeśli rośnie stopień utlenienia, mówi się, że atom jest utleniony. Podobnie jak w powyższej reakcji, magnez ma zerowy stopień utlenienia, a jon magnezu ma stopień utlenienia +2. Ponieważ stopień utlenienia wzrósł, magnez się utleniał.
Reakcja redukcji
Redukcja jest przeciwieństwem utleniania. Jeśli chodzi o przenoszenie tlenu, w reakcjach redukcji dochodzi do utraty tlenu. Jeśli chodzi o przenoszenie wodoru, reakcje redukcji zachodzą, gdy pozyskuje się wodór. Na przykład w powyższym przykładzie między metanem a tlenem ilość tlenu zmniejszyła się, ponieważ uzyskał wodór. Jeśli chodzi o przenoszenie elektronów, redukcja zyskuje elektrony. Zatem zgodnie z powyższym przykładem chlor jest redukowany.
Jaka jest różnica między reakcją utleniania a reakcją redukcji?
• W reakcjach utleniania pozyskiwane są tlenki, aw reakcjach redukcji tlenki tracone.
• W procesie utleniania wodór jest tracony, ale w procesie redukcji powstaje wodór.
• W reakcjach utleniania elektrony są tracone, ale w reakcjach redukcji zyskują elektrony.
• W reakcjach utleniania zwiększa się stopień utlenienia. Gatunki podlegające redukcji obniża ich stopień utlenienia.
