REDUKČNÍ ČINIDLO: CO JE TO, NEJSILNĚJŠÍ, PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Redukční činidlo je látka, která má funkci redukci oxidačního činidla v reakci oxidu redukce. Redukční činidla jsou ze své podstaty donory elektronů, obvykle látky, které jsou na nejnižší oxidační úrovni a mají velké množství elektronů.

Existuje chemická reakce, při které se mění oxidační stavy atomů. Tyto reakce zahrnují redukční proces a komplementární oxidační proces. V těchto reakcích je jeden nebo více elektronů z jedné molekuly, atomu nebo iontu přeneseno na jinou molekulu, atom nebo ion. To zahrnuje výrobu reakce redukující oxidy.

Během procesu redukce oxidu se ten prvek nebo sloučenina, která ztratí (nebo daruje) svůj elektron (nebo elektrony), nazývá redukčním činidlem, na rozdíl od tohoto oxidačního činidla, které je elektronovým receptorem. O redukčních činidlech se potom říká, že redukují oxidační činidlo a oxidační činidlo oxiduje redukční činidlo.

Nejlepší nebo nejsilnější redukční činidla jsou činidla s největším atomovým poloměrem; to znamená, že mají větší vzdálenost od svého jádra k elektronům, které jej obklopují.

Redukčními činidly jsou obvykle kovy nebo záporné ionty. Mezi běžná redukční činidla patří kyselina askorbová, síra, vodík, železo, lithium, hořčík, mangan, draslík, sodík, vitamin C, zinek a dokonce i mrkvový extrakt.

Co jsou redukční činidla?

Jak již bylo zmíněno, redukční činidla jsou odpovědná za redukci oxidačního činidla, když nastane reakce redukce oxidů.

Jednoduchá a typická reakce oxidačně redukční reakce je reakce aerobního buněčného dýchání:

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

V tomto případě, kde glukóza (C ₆ H ₁₂ O ₆) se reakcí s kyslíkem (O ₂), glukóza se chová jako redukčního činidla, čímž se získá elektrony kyslíku, - to znamená, že se oxiduje - a kyslík se stává oxidačním činidlem.

V organické chemii, nejlepší redukční činidla jsou ty činidla, která poskytují vodík (H ₂), vztahující se k reakci. V této oblasti chemie se redukční reakce týká přidání vodíku k molekule, i když výše uvedená definice (reakce redukce oxidů) platí také.

Faktory, které určují sílu redukčního činidla

Aby byla látka považována za „silnou“, očekává se, že se jedná o molekuly, atomy nebo ionty, které více či méně snadno zbavují své elektrony.

K tomu existuje řada faktorů, které je třeba vzít v úvahu, aby se rozpoznala síla, kterou může mít redukční činidlo: elektronegativita, atomový poloměr, ionizační energie a redukční potenciál.

Elektronegativita

Elektronegativita je vlastnost, která popisuje tendenci atomu přitahovat pár vázaných elektronů k sobě. Čím vyšší je elektronegativita, tím větší je přitažlivá síla, kterou atom vyvíjí na elektrony, které jej obklopují.

V periodické tabulce se elektronegativita zvyšuje zleva doprava, takže alkalické kovy jsou nejméně elektronegativní prvky.

Atomové rádio

Je to vlastnost, která měří počet atomů. Označuje typickou nebo průměrnou vzdálenost od středu atomového jádra k hranici obklopujícího elektronového oblaku.

Tato vlastnost není přesná - a navíc se na její definici podílí několik elektromagnetických sil - je však známo, že tato hodnota v periodické tabulce klesá zleva doprava a zvyšuje se shora dolů. Proto se má za to, že alkalické kovy, zejména cesium, mají vyšší atomový poloměr.

Ionizační energie

Tato vlastnost je definována jako energie potřebná k odstranění nejméně vázaného elektronu z atomu (valenční elektron) k vytvoření kationtu.

Říká se, že čím blíže jsou elektrony jádru atomu, který obklopují, tím vyšší je ionizační energie atomu.

Ionizační energie se v periodické tabulce zvyšuje zleva doprava a zdola nahoru. Kovy (zejména alkalické) mají opět nízkou ionizační energii.

Potenciál snižování

Je to míra tendence chemického druhu získat elektrony, a proto se musí snížit. Každý druh má vlastní redukční potenciál: čím vyšší je potenciál, tím větší je jeho afinita k elektronům a také jeho schopnost být redukována.

Redukčními činidly jsou látky s nejnižším potenciálem redukce v důsledku jejich nízké afinity k elektronům.

Silnější redukční činidla

S výše popsanými faktory lze dospět k závěru, že pro nalezení "silného" redukčního činidla je žádoucí atom nebo molekula s nízkou elektronegativitou, vysokým atomovým poloměrem a nízkou ionizační energií.

Jak již bylo zmíněno, alkalické kovy mají tyto vlastnosti a jsou považovány za nejsilnější redukční činidla.

Na druhé straně, lithium (Li) je považován za nejsilnější redukční činidlo, protože má nejnižší redukční potenciál, zatímco LiAlH ₄ molekula je považován za nejsilnější redukční činidlo ze všech, protože obsahuje tento a další požadované vlastnosti.

Příklady reakcí s redukčními činidly

V každodenním životě existuje mnoho případů redukce rzi. Níže jsou uvedeny některé z nejreprezentativnějších:

Příklad 1

Spalovací reakce oktanu (hlavní složky benzínu):

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

Je vidět, jak oktan (redukční činidlo) daruje elektrony kyslíku (oxidační činidlo), vytvářející oxid uhličitý a vodu ve velkém množství.

Příklad 2

Hydrolýza glukózy je dalším užitečným příkladem běžné redukce:

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

V této reakci molekuly NAD (elektronový receptor a oxidační činidlo v této reakci) odebírají elektrony z glukózy (redukční činidlo).

Příklad 3

Nakonec v reakci s oxidem železitým

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ (s) + 2Fe (l)

Redukčním činidlem je hliník, zatímco oxidačním činidlem je železo.

Reference

1. Wikipedia. (sf). Wikipedia. Citováno z en.wikipedia.org
2. BBC. (sf). BBC.co.uk. Citováno z bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Chemistry LibreTexts. Citováno z Chem.libretexts.org
4. Research, B. (sf). Web společnosti Bodner Research. Citováno z chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Chemické zásady: Hledání vhledu.