Redukcia (chémia) v čom spočíva a príklady



redukcia je to celá chemická reakcia, kde atómy jedného z reaktantov končia získavaním elektrónov; čo je možné vidieť aj týmto spôsobom: vaše elektronické voľné miesto alebo „nepohodlie“ sa znižuje. Atóm získava elektróny, keď ich druh daruje; to znamená, že hrdzavie.

Tento typ reakcie nemôže nastať sám o sebe: ak jeden druh akceptuje elektróny, iný ich musí povinne postúpiť. V opačnom prípade by to tvorilo hmotu z ničoho, čo by zmenšovalo atómy po získaní elektrónov z vákua. Preto ide o redox semireaction (redukcia / oxidácia).

Ilustratívnym príkladom redukcie, ktorá sa môže ukázať v triedach, je reakcia medzi povrchom kovového medi a vodným roztokom dusičnanu strieborného, ​​AgNO3.

V roztoku sa striebro nachádza ako Ag katióny+, kladne Tieto pri interakcii s povrchom medi, v tvare vianočného stromu, zachytávajú elektróny z atómov medi. Keď k tomu dôjde, meď nahradí striebro v dusičnanovej soli; a tým vzniká dusičnan meďnatý, Cu (NO)3)2.

Cu katióny2+ vedľa NO3- roztok zmodrá; a striebro obaľuje vianočný stromček, akoby bol pokrytý snehom.

index

  • 1 Čo je zníženie?
    • 1.1 Číslo kyslíka
    • 1.2 Elektronegatívny atóm
  • 2 Príklady
    • 2.1 Redukcia v organickej chémii
    • 2.2 Extrakcia kovov
  • 3 Odkazy

Čo je to zníženie?

Pri redukcii už bolo povedané, že druh získava elektróny. Ako sa to dá overiť v chemickej rovnici? Napríklad v rovnici reakcie medzi Cu a AgNO3, Ako zistiť, kedy dochádza k redukcii? Na overenie je potrebné určiť číslo oxidácie alebo stav.

Prvky v ich prirodzených stavoch majú podľa definície stav oxidácie rovný nule, pretože sa predpokladá, že nestratili ani nezískali elektróny. Tuhé kovy majú teda nulový oxidačný stav. Takže striebro ide od +1 (Ag+) až 0 (Ag). Náboj kovového iónu je rovnaký ako jeho oxidačný stav.

Na druhej strane elektróny pochádzajú z medi: od 0 (Cu) do +2 (Cu2+). Nitrátový anión, NO3- zostáva nezmenený, kým oba kovy vymieňajú elektróny; preto môže byť rovnica zapísaná ako:

2AG+ + Cu => 2Ag + Cu2+

Všimnite si, že náboje aj atómy sú vyrovnané.

Toto je chemická redukcia: v zisku elektrónov, ktoré robia menej pozitívne oxidačné stavy atómov, ktoré získavajú elektróny.

Kyslíkové číslo

Oxygény sú veľmi elektronegatívne a oxidujúce atómy, takže keď atóm tvorí s nimi zlúčeniny (napríklad oxidy), majú pozitívne oxidačné stavy. Čím väčší je počet atómov kyslíka interagujúcich s atómom, tým pozitívnejší bude jeho oxidačný stav; alebo čo je rovnaké, je viac hrdzavé.

Preto, ak má zlúčenina menej atómov kyslíka, uvádza sa, že je menej oxidovaná; to znamená, že atóm stráca menej elektrónov.

Klasický príklad je možné vidieť v oxidu uhoľnatom a oxide uhličitom. Pre CO má uhlík oxidačný stav +2; zatiaľ čo pre CO2, jeho oxidačný stav je +4.

Takže, ak v reakcii CO2 sa transformuje na CO, dochádza k redukcii; pretože uhlík teraz reaguje s kyslíkom a nie s dvoma. Pre opačnú reakciu sa CO stáva CO2, hovorí sa o oxidácii uhlíka.

To platí pre všetky atómy, najmä kovy v oxidoch kovov; napríklad CrO2 (Cr4+) a CrO3 (Cr6+).

V chemických rovniciach, kde jeden druh stráca kyslík, zatiaľ čo ostatné druhy ho získavajú, sa hovorí, že dochádza k prenosu kyslíka.

Elektronegatívny atóm

Vždy môžete určiť, či došlo k redukcii zmenou oxidačného stavu na menej pozitívnu hodnotu. Ako už bolo vysvetlené, rýchly spôsob, ako si to všimnúť bez toho, aby sme robili výpočty, je zistiť, či dochádza k poklesu atómov kyslíka v zlúčenine..

To isté sa môže stať s akýmkoľvek iným atómom, ktorý je viac elektronegatívny ako atóm, ktorý získava alebo stráca elektróny.

Napríklad, ak CF4 reaguje tak, že sa stáva CH4, potom sa hovorí, že nastalo zníženie; pretože fluór je omnoho viac elektronegatívny ako atóm vodíka. Výsledkom je, že uhlík je menej oxidovaný v CH4 ako v CF4, čo znamená, že sa znížilo.

Príklady

Redukcia v organickej chémii

Príklad CF4 a CH4 odráža to, čo sa deje v organických reakciách, kde zníženie čiastočného náboja atómu sa považuje za elektronický zisk. To platí pri zvažovaní redukcie okysličených funkčných skupín.

Uvažujme napríklad skupiny ROH, RCHO a COOH. Prvý zodpovedá alkoholom, kde uhlík je viazaný na kyslík (C-OH); druhá je aldehydová skupina, kde uhlík tvorí dvojitú väzbu s kyslíkom a je tiež viazaný na vodík (C = O-H); a tretia je karboxylová skupina.

V karboxylovej skupine uhlík tvorí dvojitú väzbu s O a jednoduchú väzbu s iným O (HO-C = O).

Preto k redukcii dochádza, ak sa karboxylová kyselina prevedie na alkohol:

RCOOH => ROH

Extrakcia kovov

Chemická redukcia je mimoriadne dôležitá v procesoch získavania kovov z ich minerálov. Niektoré z týchto reakcií sú:

HgS + O2 => Hg + SO2

Sulfid ortuti sa redukuje na kovovú ortuť.

Cu2S + O2 => 2Cu + SO2

Sulfid medi sa redukuje na kovovú meď.

2ZnS + 3O2 => 2ZnO + 2SO2

ZnO + C => Zn + CO (všimnite si prevod O)

Sulfid zinočnatý sa najprv redukuje na oxid uhoľnatý a potom na kovovú formu.

viera2O3 + 3CO => 2Fe + 3CO2

Oxid železitý sa redukuje na kovové železo.

WO3 + 3H2 => W + 3H2O

Oxid wolfrámový sa redukuje na kovový volfrám.

Ako cvičenie môžete určiť oxidačné číslo kovu pred jeho znížením.

referencie

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Učenie.
  2. Chémia LibreTexts. (9. decembra 2018). Reakcie redukcie oxidácie. Zdroj: chem.libretexts.org
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. júla 2018). Definícia redukcie v chémii. Zdroj: thinkco.com
  4. Hultzman R. (2019). Redukcia v chémii: definícia a prehľad. Štúdia. Zdroj: study.com
  5. Clark J. (2013). Definície oxidácie a redukcie (redox). Zdroj: chemguide.co.uk
  6. Tutor Vista. (N. D.). Redukčná reakcia. Zdroj: chemistry.tutorvista.com