REDUKČNÉ ČINIDLO: ČO JE TO, NAJSILNEJŠÍ, PRÍKLADY - CHÉMIA - 2026

Redukčné činidlo je látka, ktorá má funkciu redukciu oxidačného činidla v reakcii oxidu redukcie. Redukčné činidlá sú svojou povahou donormi elektrónov, zvyčajne látky, ktoré sú na najnižšej úrovni oxidácie a majú vysoké množstvo elektrónov.

Existuje chemická reakcia, pri ktorej sa menia oxidačné stavy atómov. Tieto reakcie zahŕňajú redukčný proces a doplnkový oxidačný proces. V týchto reakciách sa jeden alebo viac elektrónov z jednej molekuly, atómu alebo iónu prenáša na inú molekulu, atóm alebo ión. To zahŕňa výrobu reakcie redukcie oxidu.

Počas procesu oxidácie sa ten prvok alebo zlúčenina, ktorá stráca (alebo daruje) svoj elektrón (alebo elektróny), nazýva redukčným činidlom, na rozdiel od oxidačného činidla, ktorým je receptor elektrónov. O redukčných činidlách sa potom hovorí, že redukujú oxidačné činidlo a oxidačné činidlo oxiduje redukčné činidlo.

Najlepšie alebo najsilnejšie redukčné činidlá sú tie, ktoré majú najvyšší atómový polomer; to znamená, že majú väčšiu vzdialenosť od svojho jadra k elektrónom, ktoré ho obklopujú.

Redukčné činidlá sú zvyčajne kovy alebo záporné ióny. Bežné redukčné činidlá zahŕňajú kyselinu askorbovú, síru, vodík, železo, lítium, horčík, mangán, draslík, sodík, vitamín C, zinok a dokonca aj mrkvový extrakt.

Čo sú redukčné činidlá?

Ako už bolo uvedené, redukčné činidlá sú zodpovedné za redukciu oxidačného činidla, keď dôjde k reakcii redukcie oxidov.

Jednoduchá a typická reakcia oxidačno-redukčnej reakcie je reakcia aeróbneho bunkového dýchania:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6O ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

V tomto prípade, kde glukóza (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) sa reakciou s kyslíkom (O ₂ ), glukóza sa chová ako redukčného činidla, čím sa získa elektróny kyslíka, - to znamená, že sa oxiduje - a kyslík sa stáva oxidačným činidlom.

V organickej chémii, najlepšie redukčné činidlá sú tie činidlá, ktoré poskytujú vodík (H ₂ ), vzťahujúce sa k reakcii. V tejto oblasti chémie sa redukčná reakcia týka pridania vodíka k molekule, aj keď vyššie uvedená definícia (reakcie redukcie oxidov) tiež platí.

Faktory, ktoré určujú silu redukčného činidla

Aby sa látka považovala za „silnú“, očakáva sa, že ide o molekuly, atómy alebo ióny, ktoré viac alebo menej ľahko vylučujú svoje elektróny.

Na tento účel je potrebné zohľadniť množstvo faktorov, ktoré rozpoznávajú silu, ktorú môže mať redukčné činidlo: elektronegativita, atómový polomer, ionizačná energia a redukčný potenciál.

electronegativity

Elektronegativita je vlastnosť, ktorá opisuje tendenciu atómu priťahovať pár viazaných elektrónov k sebe. Čím vyššia je elektronegativita, tým väčšia je príťažlivá sila, ktorú atóm vyvíja na elektróny, ktoré ho obklopujú.

V periodickej tabuľke sa zvyšuje elektronegativita zľava doprava, takže alkalické kovy sú najmenej elektronegatívne prvky.

Atómové rádio

Je to vlastnosť, ktorá meria počet atómov. Vzťahuje sa na typickú alebo priemernú vzdialenosť od stredu atómového jadra k hranici obklopujúceho elektrónového oblaku.

Táto vlastnosť nie je presná - a okrem toho je do jej definície zapojených niekoľko elektromagnetických síl - je však známe, že táto hodnota v periodickej tabuľke klesá zľava doprava a zvyšuje sa zhora nadol. Preto sa alkalické kovy, najmä cézium, považujú za látky s vyšším atómovým polomerom.

Ionizačná energia

Táto vlastnosť je definovaná ako energia potrebná na odstránenie najmenej viazaného elektrónu z atómu (valenčný elektrón) na vytvorenie katiónu.

Hovorí sa, že čím sú elektróny bližšie k jadru atómu, ktorý obklopujú, tým vyššia je ionizačná energia atómu.

Ionizačná energia sa v periodickej tabuľke zvyšuje zľava doprava a zdola nahor. Kovy (najmä alkalické) majú opäť nižšiu ionizačnú energiu.

Potenciál zníženia

Je to miera tendencie chemického druhu získavať elektróny, a preto sa musí znižovať. Každý druh má vlastný redukčný potenciál: čím vyšší je potenciál, tým väčšia je jeho afinita k elektrónom a tiež jeho schopnosť byť redukovaná.

Redukčné činidlá sú látky s najnižším redukčným potenciálom kvôli ich nízkej afinite k elektrónom.

Silnejšie redukčné činidlá

Na základe vyššie uvedených faktorov je možné dospieť k záveru, že na nájdenie „silného“ redukčného činidla je požadovaný atóm alebo molekula s nízkou elektronegativitou, vysokým atómovým polomerom a nízkou ionizačnou energiou.

Ako už bolo uvedené, alkalické kovy majú tieto vlastnosti a považujú sa za najsilnejšie redukčné činidlá.

Na druhej strane, lítium (Li) je považovaný za najsilnejší redukčné činidlo, pretože má najnižšie redukčný potenciál, zatiaľ čo LiAlH ₄ molekula je považovaný za najsilnejší redukčné činidlo zo všetkých, pretože obsahuje tento a ďalšie požadované vlastnosti.

Príklady reakcií s redukčnými činidlami

V každodennom živote je veľa prípadov redukcie hrdze. Niektoré z najreprezentatívnejších sú uvedené nižšie:

Príklad 1

Spaľovacia reakcia oktánu (hlavná zložka benzínu):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25o ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

Je vidieť, ako oktán (redukčné činidlo) daruje elektróny kyslíku (oxidačné činidlo), pričom vo veľkých množstvách vytvára oxid uhličitý a vodu.

Príklad 2

Hydrolýza glukózy je ďalším užitočným príkladom bežnej redukcie:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ H + + 2ATP 2NADH

V tejto reakcii molekuly NAD (elektrónový receptor a oxidačné činidlo v tejto reakcii) berú elektróny z glukózy (redukčné činidlo).

Príklad 3

Nakoniec v reakcii oxidu železitého

Fe ₂ O ₃ (s) + 2AL (y) → Al ₂ O ₃ (s) + 2FE (l)

Redukčným činidlom je hliník, zatiaľ čo oxidačným činidlom je železo.

Referencie

1. Wikipedia. (SF). Wikipedia. Zdroj: en.wikipedia.org
2. BBC. (SF). Bbc.co.uk. Zdroj: bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Chémia LibreTexts. Zdroj: chem.libretexts.org
4. Research, B. (sf). Web spoločnosti Bodner Research. Zdroj: chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Chemické princípy: Hľadanie vhľadov.