Reakcije z redukcijo oksidacije

Beseda "oksidacija" je prvotno pomenila interakcijo določene snovi s kisikom, s tvorbo oksida, saj je bil kisik že v preteklosti prepoznan kot prvi oksidant. Oksidacijo smo razumeli kot dodajanje kisika in ob ponovni vzpostavitvi, to je bilo vrnitev kisika. Torej izraz "oksidacija-redukcija" že dolgo deluje na kemiji. Kasneje so se kot taki postopki začeli pojavljati reakcije z redukcijo oksidacije, zaradi česar pride do prenosa elektronov iz enega v drugega, zato je ta izraz pridobil širši pomen. Na primer, ko magnezijev opekline v kisiku: 2Mg + O2 → 2MgO, se elektroni prenesejo iz magnezija v kisik.

Za reakcije z redukcijo oksidacije je značilno dejstvo, da na njih reagirajo reaktanti, imenovani oksidanti in reducenti. Snovi, katerih atomi prenehajo z elektriko, veljajo za reducente. Kemične spojine, katerih atomi so elektroni, se imenujejo oksidanti. V zgornji reakciji je magnezij reducent, medtem ko se sama oksidira, to je, daje elektron. Kisik se obnovi - vzame elektron in je oksidant. Drug primer: CuO + H2 → Cu + H2O. Pri segrevanju bakrov oksid V toku vodika bakrov ion dobiva elektrone iz vodika. Kot oksidant se zmanjšajo na elementarni baker. Atomi vodika dati elektrone, ki so redukcijsko sredstvo, vodik pa se oksidira.

Tako se procesi oksidacije in redukcije pojavljajo hkrati: redukcijska sredstva se oksidirajo in oksidanti se zmanjšajo. Reakcije z redukcijo oksidacije so prejele tako ime, saj je med temi vzajemnimi procesi neločljiva povezava. To pomeni, da če obstajajo atomi, ki oddajajo elektrone, potem obstajajo tisti, ki jih ti elektroni vzamejo. V tem primeru se spremenita oksidant in redukcijsko sredstvo stopnja oksidacije. Kot rezultat, se lahko kemične spojine tvorijo s katerokoli vrsto vezave atomov v molekulah.

Glavne vrste reakcij oksidacije in redukcije so:

1. Intermolekularni oksidanti in reducirajoči atomi so vključeni v sestavo molekul različnih kemičnih snovi, na primer: 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2uarr- (reduktor cinka, vodikov kation-oksidator).
2. Intramolekularno oksidirajoči in reducirajoči atomi so del molekule iste kemične snovi, na primer: KClO3 → 2KCl + 3O2uarr- (v molekuli bertolet sredstvo za zmanjševanje kisika, klorov oksidant).
3. Samoksidacija-samo-redukcija ali disproporcionacija - isti kemični element v reakciji je tako redukcijsko sredstvo kot oksidacijsko sredstvo, na primer: 3HNO2 → HNO3 + 2NOuarr- + H2O (atom dušika v dušikova kislina je reducent in oksidant, oksidacijski produkt je dušikova kislina, produkt redukcije je dušikov monoksid).
4. Konformacija ali reproportionacija je isti kemijski element z različnimi stopnjami oksidacije v molekuli, kar ima za posledico eno samo oksidacijsko stanje, na primer: NH4NO3 → N2O + 2H2O.

Reakcije z redukcijo oksidacije lahko predstavimo v splošni ali elektronski obliki. Primer kemijske interakcije lahko razberemo: 2FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + 2HCl. Tukaj je železov atom oksidant, saj traja en elektron in spremeni oksidacijsko stanje od +3 do +2: Fe + sup3- + e → Fe + ². Žveplov ion je redukcijsko sredstvo, ki oksidira, daje elektronu in spreminja oksidacijsko stanje od -2 do 0: S ¬ 2 - e → S °. Za urejanje stehiometričnih koeficientov v enačbi se uporabljajo elektronske ali ionsko-elektronske metode ravnotežja.

Reakcije z redukcijo oksidacije so zelo razširjene in so zelo pomembne, saj temeljijo na procesih zgorevanja, razpada, razpada, dihanja, metabolizma, asimilacije ogljikovega dioksida pri rastlinah in tudi na podlagi drugih bioloških procesov. Uporabljajo se tudi v različnih panogah za proizvodnjo kovin in nekovin iz njihovih spojin. Na primer, temeljijo na sprejem amonijaka, žveplo in dušikova kislina, nekateri gradbeni materiali, zdravila in številni drugi pomembni izdelki. Uporabljajo se tudi v analitski kemiji za določanje različnih kemičnih spojin.