De reduksjon Det er all den kjemiske reaksjonen der atomene til en av reaktantene ender opp med å få elektroner; Hva kan du også se på denne måten: din ledige stilling eller elektroniske "ubehag" blir redusert. Et atom får elektroner når en art donerer dem; det vil si at den ruster.
Denne typen reaksjon kan ikke skje av seg selv: hvis en art aksepterer elektronene, må en annen nødvendigvis gi dem opp. Ellers ville materie bli opprettet fra ingenting, og redusere atomene etter å ha fått elektroner fra vakuumet. Derfor er det en redoks-halvreaksjon (reduksjon / oksidasjon).
Et illustrerende eksempel på reduksjonen som kan vises i klasserom er reaksjonen mellom en metallisk overflate av kobber, og en vandig løsning av sølvnitrat, AgNO3.
I løsning er sølv funnet som kationer Ag+, positivt ladet. Disse, ved å samhandle med overflaten av kobberet, formet som et juletre, snapper elektronene fra kobberatomene. Når dette skjer, erstatter kobber sølv i nitratsaltet; og som et resultat kobbernitrat, Cu (NO3)to.
Cu kationerto+ ved siden av NO3- slå løsningen blåaktig; og sølv, hvite juletreet som om det dekket det med snø.
Artikkelindeks
I reduksjon har det allerede blitt sagt at en art får elektroner. Hvordan kan dette verifiseres i en kjemisk ligning? For eksempel i ligningen for reaksjonen mellom Cu og AgNO3, Hvordan vite når reduksjonen skjer? For å verifisere det er det nødvendig å bestemme antall eller oksidasjonstilstand.
Elementene i deres naturlige tilstander har per definisjon en oksidasjonstilstand lik null, siden det antas at de verken har mistet eller fått elektroner. Dermed har faste metaller null oksidasjonstilstand. Dermed går sølvet fra +1 (Ag+) til 0 (Ag). Ladningen til et metallion er lik dets oksidasjonstilstand.
På den annen side kom elektronene fra kobber: går fra 0 (Cu) til +2 (Cuto+). Nitratanion, NEI3- forblir uendret mens begge metaller bytter elektron; derfor kan ligningen skrives som:
2Ag+ + Cu => 2Ag + Cuto+
Legg merke til at både ladninger og atomer er balansert..
Dette er hva kjemisk reduksjon består av: i gevinsten av elektroner som gjør at oksidasjonsstatusene til atomene er mindre positive enn elektronenes..
Oksygener er veldig elektronegative og oksiderende atomer, så når et atom danner forbindelser med dem (som oksider), har de positive oksidasjonstilstander. Jo større antall oksygener som samhandler med atomet, jo mer positiv vil oksidasjonstilstanden være; eller hva er det samme, det er mer rustent.
Derfor, når en forbindelse har færre oksygenatomer, sies det å være mindre oksidert; det vil si atomet mister færre elektroner.
Et klassisk eksempel kan sees i karbonmonoksid og karbondioksid. For CO har karbon en oksidasjonstilstand på +2; mens for COto, dens oksidasjonstilstand er +4.
Så hvis CO i en reaksjonto den transformeres til CO, en reduksjon sies å forekomme; siden karbon nå samhandler med ett oksygen og ikke to. For motsatt reaksjon, omdannes CO til COto, det er snakk om en oksidasjon av karbon.
Dette gjelder alle atomer, spesielt metaller i deres metalloksider; for eksempel CrOto (Cr4+) og CrO3 (Cr6+).
I kjemiske ligninger der en art mister oksygen mens den andre arten får det, sies det at oksygenoverføring forekommer.
Du kan alltid bestemme om det var en reduksjon ved å endre oksidasjonstilstanden til en mindre positiv verdi. Som nettopp forklart, er en rask måte å legge merke til uten å gjøre matte engang ved å observere om det er en reduksjon i oksygenatomer i en forbindelse..
Det samme kan skje med ethvert annet atom som er mer elektronegativt enn atomet som får eller mister elektroner.
For eksempel hvis CF4 reagerer på en slik måte at det blir CH4, det sies da å ha skjedd en reduksjon; siden fluor er mye mer elektronegativ enn hydrogenatomet. Som et resultat blir karbonet mindre oksidert i CH4 det i CF4, som er lik å si at det har blitt redusert.
CF-eksemplet4 og CH4 det gjenspeiler det som skjer i organiske reaksjoner, hvor reduksjon av den delvise ladningen til et atom betraktes som en elektronisk gevinst. Dette gjelder mye når man vurderer reduksjon av oksygenholdige funksjonelle grupper..
Tenk for eksempel på gruppene ROH, RCHO og COOH. Den første tilsvarer alkoholer, hvor karbonbinder seg med oksygen (C-OH); den andre er aldehydgruppen, hvor karbon danner en dobbeltbinding med oksygen og også er bundet til hydrogen (C = O-H); og den tredje er karboksylgruppen.
I karboksylgruppen danner karbon en dobbeltbinding med en O, og en enkeltbinding med en annen O (HO-C = O).
Derfor oppstår en reduksjon hvis en karboksylsyre omdannes til en alkohol:
RCOOH => ROH
Kjemisk reduksjon er ekstremt viktig i prosessene for å utvinne metaller fra mineralene deres. Noen av reaksjonene er:
HgS + Oto => Hg + SOto
Kvikksølvsulfid reduseres til metallisk kvikksølv.
CutoS + Oto => 2Cu + SOto
Kobbersulfid reduseres til metallisk kobber.
2ZnS + 3Oto => 2ZnO + 2SOto
ZnO + C => Zn + CO (merk overføringen av O)
Sinksulfid reduseres først til monoksid og deretter til metallisk form.
TrotoELLER3 + 3CO => 2Fe + 3COto
Jernoksid reduseres til metallisk jern.
WO3 + 3Hto => W + 3HtoELLER
Og wolframtrioksid reduseres til metallisk wolfram.
Som en øvelse kan oksidasjonsnummeret til metallet bestemmes før det reduseres.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.