- Čo je to zníženie?
- Kyslíkové číslo
- Elektroegatívny atóm
- Príklady
- Redukcia v organickej chémii
- Ťažba kovov
- Referencie
Redukcia je všetko, chemické reakcie, kde atómy jednom z koncov reaktantov až získavajú elektróny; Čo sa dá vidieť aj týmto spôsobom: Vaša neobsadenosť alebo elektronické „nepohodlie“ sa zníži. Atóm získava elektróny, keď ich nejaký druh daruje; to znamená, že hrdzaví.
Tento druh reakcie sa nemôže stať sám o sebe: ak jeden druh prijíma elektróny, druhý ich musí nevyhnutne vzdať. Inak by sa hmota nevytvárala z ničoho, čo by znížilo atómy po získaní elektrónov z vákua. Preto je to redoxná (redukčná / oxidačná) polovičná reakcia.
Redukcia strieborného stromu. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Ilustratívny príklad redukcie, ktoré môžu byť zobrazené v učebniach je reakcia medzi kovovým povrchom z medi, a vodného roztoku dusičnanu strieborného, s dusičnanom strieborným 3 .
V roztoku sa nachádza striebro ako kladne nabité Ag + katióny . Tieto interakcie s povrchom medi v tvare vianočného stromu zachytávajú elektróny z atómov medi. Ak k tomu dôjde, meď nahrádza dusičnanovú soľ striebrom; a ako výsledok, dusičnan meďnatý, Cu (NO 3 ) 2, je vytvorený .
Katióny Cu 2+ spolu s NO 3 - farba roztoku sa zmení na namodralú; a striebro, bieli vianočný strom, akoby pokrytý snehom.
Čo je to zníženie?
V redukcii už bolo povedané, že druh získava elektróny. Ako to možno overiť v chemickej rovnici? Napríklad, v rovnici pre reakciu medzi Cu a AgNO 3 , ako viete, kedy nastane redukcia? Na overenie tohto je potrebné určiť oxidačné číslo alebo stav.
Prvky v ich prirodzených stavoch majú podľa definície oxidačný stav rovný nule, pretože sa predpokladá, že nestratili ani nezískali elektróny. Tuhé kovy majú teda nulový oxidačný stav. Takto striebro prechádza z +1 (Ag + ) na 0 (Ag). Náboj kovového iónu sa rovná jeho oxidačnému stavu.
Na druhej strane elektróny pochádzajú z medi: od 0 (Cu) do +2 (Cu 2+ ). Dusičnanový anión, NO 3 - zostáva nezmenený, zatiaľ čo oba kovy vymieňajú elektróny; rovnicu preto môžeme napísať takto:
2Ag + + Cu => 2Ag + Cu2 +
Všimnite si, že náboje aj atómy sú vyrovnané.
To je to, čo pozostáva z chemickej redukcie: v zisku elektrónov, vďaka ktorým sú oxidačné stavy atómov menej pozitívne ako v elektrónoch.
Kyslíkové číslo
Kyslíky sú veľmi elektronegatívne a oxidujúce atómy, takže keď atóm vytvára zlúčeniny s nimi (ako sú oxidy), majú pozitívne oxidačné stavy. Čím vyšší je počet kyslíkov interagujúcich s atómom, tým pozitívnejší je jeho oxidačný stav; alebo čo je to isté, je viac hrdzavé.
Preto, keď zlúčenina obsahuje menej atómov kyslíka, je považovaná za menej oxidovanú; to znamená, že atóm stráca menej elektrónov.
Klasickým príkladom je oxid uhoľnatý a oxid uhličitý. Pre CO má uhlík oxidačný stav +2; zatiaľ čo pre CO 2 , jeho oxidačným stupni je 4.
Takže, ak je pri reakcii, CO 2 sa prevedie na CO, redukcia sa hovorí, že sa vyskytujú; pretože uhlík teraz interaguje s jedným kyslíkom a nie s dvoma. Pri opačnej reakcii, pri premene CO na CO 2 , hovoríme o oxidácii uhlíka.
To sa týka všetkých atómov, najmä kovov v ich oxidoch kovov; napríklad, Cro 2 (CR 4+ ) a CrO 3 (Cr 6+ ).
V chemických rovniciach, kde jeden druh stráca kyslík, zatiaľ čo druhý druh ho získava, sa uvádza, že dochádza k prenosu kyslíka.
Elektroegatívny atóm
Vždy môžete zistiť, či došlo k redukcii zmenou oxidačného stavu na menej pozitívnu hodnotu. Ako sme práve vysvetlili, rýchly spôsob, ako povedať, bez toho, aby sme urobili matematiku, je pozorovanie, či v zlúčenine dochádza k zníženiu atómov kyslíka.
To isté sa môže stať s akýmkoľvek iným atómom, ktorý je viac elektronegatívny ako atóm, ktorý získava alebo stráca elektróny.
Napríklad, v prípade, CF 4 reaguje tak, že sa stane CH 4 , potom redukcia je, že k nim došlo; pretože fluór je oveľa elektronegatívnejší ako atóm vodíka. Výsledkom je, že uhlík je menej oxiduje v CH 4 ako v CF 4 , ktorý je rovnaký, ako hovorí, že bola znížená.
Príklady
Redukcia v organickej chémii
Príklad CF 4 a CH 4 odráža to, čo sa deje v organických reakciách, kde sa redukcia parciálny náboj atómu považované ako elektronický zisk. To platí veľa pri zvažovaní redukcie okysličených funkčných skupín.
Uvažujme napríklad skupiny ROH, RCHO a COOH. Prvý zodpovedá alkoholom, kde sa uhlík viaže s kyslíkom (C-OH); druhou je aldehydová skupina, kde uhlík tvorí dvojitú väzbu s kyslíkom a je tiež viazaný na vodík (C = OH); a tretia je karboxylová skupina.
V karboxylovej skupine uhlík tvorí dvojitú väzbu s jedným O a jednoduchú väzbu s ďalším O (HO-C = O).
Preto dochádza k redukcii, ak sa karboxylová kyselina transformuje na alkohol:
RCOOH => ROH
Ťažba kovov
Chemická redukcia je nesmierne dôležitá pri procesoch získavania kovov z ich minerálov. Niektoré z reakcií sú:
HGS + O 2 => Hg + SO 2
Sulfid ortuti sa redukuje na kovovú ortuť.
Cu 2 S + O 2 => 2 Cu + SO 2
Sulfid medi sa redukuje na kovovú meď.
2ZnS + 3O 2 => 2ZnO + 2SO 2
ZnO + C => Zn + CO (všimnite si prevod O)
Sulfid zinočnatý sa najskôr redukuje na oxid uhoľnatý a potom na kovovú formu.
Fe 2 O 3 + 3CO => 2FE + 3CO 2
Oxid železitý sa redukuje na kovové železo.
WO 3 + 3H 2 => W + 3 H 2 O
A oxid volfrámu sa redukuje na kovový volfrám.
Ako cvičenie sa môže oxidačné číslo kovu určiť skôr, ako sa zníži.
Referencie
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning.
- Chémia LibreTexts. (9. decembra 2018). Reakcie redukcie oxidácie. Obnovené z: chem.libretexts.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. júla 2018). Definícia redukcie v chémii. Získané z: thinkco.com
- Hultzman R. (2019). Redukcia v chémii: definícia a prehľad. Štúdia. Obnovené z: study.com
- Clark J. (2013). Definície oxidácie a redukcie (redox). Získané z: chemguide.co.uk
- Zobrazenie tútora. (SF). Redukčná reakcia. Obnovené z: chemistry.tutorvista.com