Reakcije smanjenja oksidacije

Riječ "oksidacija" izvorno je značila interakciju određene tvari s kisikom, uz stvaranje oksida, budući da je kisik povijesno prepoznat kao prvi oksidant. Oksidacija se podrazumijeva kao dodavanje kisika, a pod restauracijom, to je bio povrat kisika. Tako je pojam "oksidacijsko-redukcija" dugo djelovao na kemiji. Reakcije smanjenja oksidacije kasnije se počele smatrati takvim procesima, zbog čega dolazi do prijenosa elektrona iz jednog u drugi atom, tako da taj pojam ima šire značenje. Na primjer, kad magnezij gori u kisiku: 2Mg + O2 → 2MgO, elektroni se prenose iz magnezija u kisik.

Reakcije redukcije oksidacije karakterizirane su činjenicom da reaktanti, nazvani oksidansi i reducirajući agensi, reagiraju u njima. Tvari čiji atomi odustaju od elektrona smatraju se redukcijskim sredstvima. Kemijski spojevi, čiji atomi uzimaju elektrone, nazivaju se oksidanti. U gornjoj reakciji magnezij je reducirajući agens, dok se oksidira, tj. Daje elektron. Kisik se obnavlja - uzima elektron i oksidira. Drugi primjer: CuO + H2 → Cu + H20. Kada se zagrije bakreni oksid U struji vodika, bakreni ioni primaju elektrone iz vodika. Kao oksidator, oni se svode na elementarni bakar. Atomi vodika daju elektrone, predstavljaju redukcijsko sredstvo, a sam vodik se oksidira.

Tako se oksidacijski i redukcijski procesi pojavljuju istovremeno: redukcijska sredstva se oksidiraju, a oksidanti se smanjuju. Reakcije smanjenja oksidacije dobile su takvo ime, budući da postoji nejasna veza između tih recipročnih procesa. To jest, ako postoje atomi koji odustaju od elektrona, onda sigurno postoje oni koji ovi elektroni uzimaju. U tom slučaju se i oksidans i redukcijsko sredstvo mijenjaju stupanj oksidacije. Kao rezultat toga, kemijski spojevi mogu se formirati s bilo kojom vrstom vezivanja atoma u molekulama.

Glavne vrste reakcija redukcije oksidacije su:

1. Intermolekularni oksidacijski i redukcijski atomi uključeni su u sastav molekula raznih kemijskih supstanci, na primjer: 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2uarr (redukcijski cink, oksidator kationa vodika).
2. Intramolekularno-oksidirajući i redukcijski atomi dio su molekule iste kemijske tvari, na primjer: KClO3 → 2KCl + 3O2uarr- (u molekuli kalijev klorat sredstvo za redukciju kisika, oksidator klora).
3. Samooksidacija-samoraspakiranje ili disproporcijacija - isti kemijski element u reakciji je i redukcijsko sredstvo i oksidacijsko sredstvo, na primjer: 3HNO2 → HNO3 + 2NOarr- + H20 (dušikov atom u dušična kiselina je i redukcijsko sredstvo i oksidirajuća tvar, oksidacijski produkt je dušična kiselina, produkt redukcije je dušikov monoksid).
4. Konformacija ili reproportionacija je isti kemijski element koji ima različite stupnjeve oksidacije u molekuli, što rezultira jednim oksidacijskim stanjem, na primjer: NH4NO3 → N2O + 2H20.

Reakcije redukcije oksidacije mogu se prikazati u općem ili elektroničkom obliku. Možemo uzeti u obzir primjer kemijske interakcije: 2FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + 2HC1. Ovdje željezni atomi su oksidacijski, jer se uzme jedan elektron i mijenja oksidacijsko stanje od +3 do +2: Fe + sup3- + e → Fe + ². Ion sumpora je reducirajući agens, oksidira, daje elektron i mijenja oksidacijsko stanje od -2 do 0: S2 - e → S °. Elektronska ili ionsko-elektronska ravnoteža metode se koriste za organiziranje stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbi.

Reakcije smanjenja oksidacije su široko rasprostranjene i imaju veliku važnost jer su temelj procesa izgaranja, propadanja, propadanja, disanja, metabolizma, asimilacije ugljičnog dioksida biljkama, a također i na osnovi drugih bioloških procesa. Također se koriste u različitim industrijama za proizvodnju metala i nemetala iz njihovih spojeva. Na primjer, temelje se na njima prijam amonijaka, sumporni i dušična kiselina, neki građevni materijali, lijekovi i mnogi drugi važni proizvodi. Također se koriste u analitičkoj kemiji za određivanje različitih kemijskih spojeva.