- Co je to snížení?
- Kyslíkové číslo
- Elektroegativní atom
- Příklady
- Redukce v organické chemii
- Těžba kovů
- Reference
Redukce je vše, chemické reakce, kde atomy jednom z konců reaktantů až získávají elektrony; Co lze také vidět takto: vaše neobsazenost nebo elektronické „nepohodlí“ je sníženo. Atom získává elektrony, když je nějaký druh daruje; to znamená, že se zhrdne.
Tento druh reakce se nemůže stát sám: pokud jeden druh přijme elektrony, druhý je musí nutně vzdát. Jinak by hmota byla vytvořena z ničeho, čímž by se atomy snížily po získání elektronů z vakua. Jedná se tedy o poloviční reakci s redukcí / oxidací.
Redukce stříbra. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Ilustrativní příklad redukce, které mohou být zobrazeny v učebnách je reakce mezi kovovým povrchem z mědi, a vodného roztoku dusičnanu stříbrného, s dusičnanem stříbrným 3.
V roztoku se stříbro nachází jako kladně nabité Ag + kationty. Tyto interakce s povrchem mědi ve tvaru vánočního stromu vytrhávají elektrony z atomů mědi. Když k tomu dojde, měď nahradí stříbro v dusičnanové soli; a výsledkem je dusičnan měďnatý, Cu (NO 3) 2.
Kationty Cu 2+ společně s NO 3 - změňte namodralý roztok; a stříbro, bělí vánoční strom, jako by byl pokryt sněhem.
Co je to snížení?
V redukci to už bylo říkal, že druh získá elektrony. Jak to lze ověřit v chemické rovnici? Například, v rovnici pro reakci mezi Cu a AgNO 3, jak víte, kdy dojde ke snížení? K ověření tohoto stavu je nutné určit oxidační číslo nebo stav.
Prvky v jejich přirozených stavech mají podle definice oxidační stav rovný nule, protože se předpokládá, že neztratily ani nezískaly elektrony. Takže pevné kovy mají nulový oxidační stav. Stříbro tedy přechází z +1 (Ag +) na 0 (Ag). Náboj kovového iontu je roven jeho oxidačnímu stavu.
Na druhé straně elektrony pocházely z mědi: od 0 (Cu) do +2 (Cu 2+). Dusičnanový anion, NO 3 - zůstává nezměněn, zatímco oba kovy vyměňují elektrony; proto lze rovnici napsat jako:
2Ag + + Cu => 2Ag + Cu2 +
Všimněte si, že jak náboje, tak atomy jsou vyrovnané.
To je to, co chemická redukce spočívá v: v zisku elektronů, které činí oxidační stavy atomů méně pozitivními než v elektronech.
Kyslíkové číslo
Kyslíky jsou velmi elektronegativní a oxidující atomy, takže když atom vytvoří s nimi sloučeniny (jako oxidy), mají pozitivní oxidační stavy. Čím větší počet kyslíků interaguje s atomem, tím pozitivnější je jeho oxidační stav; nebo co je stejné, je více rezavé.
Proto, když sloučenina má méně atomů kyslíku, říká se, že je méně oxidovaná; to znamená, že atom ztratí méně elektronů.
Klasickým příkladem je oxid uhelnatý a oxid uhličitý. U CO má uhlík oxidační stav +2; zatímco pro CO 2 je jeho oxidační stav +4.
Takže, je-li při reakci, CO 2 se převede na CO, redukce se říká, že se vyskytují; protože uhlík nyní interaguje s jedním kyslíkem a ne s dvěma. Pro opačnou reakci, přeměnu CO na CO 2, mluvíme o oxidaci uhlíku.
To platí pro všechny atomy, zejména kovy v jejich oxidech kovů; například, Cro 2 (CR 4+) a CrO 3 (Cr 6+).
V chemických rovnicích, kde jeden druh ztrácí kyslík, zatímco druhý ho získává, se říká, že dochází k přenosu kyslíku.
Elektroegativní atom
Vždy můžete určit, zda došlo k redukci změnou oxidačního stavu na méně pozitivní hodnotu. Jak již bylo vysvětleno, rychlý způsob, jak říct, aniž by to bylo matematické, je pozorování, zda ve sloučenině dochází ke snížení atomů kyslíku.
Totéž se může stát s jakýmkoli jiným atomem, který je více elektronegativní než atom, který získává nebo ztrácí elektrony.
Například, v případě, CF 4 reaguje tak, že se stane CH 4, pak redukce je, že k nim došlo; protože fluor je mnohem elektronegativnější než atom vodíku. Výsledkem je, že uhlík je méně oxiduje v CH 4 než v CF 4, který je stejný, jak říká, že byla snížena.
Příklady
Redukce v organické chemii
Příklad CF 4 a CH 4 odráží to, co se děje v organických reakcích, kde se redukce parciální náboj atomu považovány jako elektronický zisk. To platí hodně při zvažování redukce okysličených funkčních skupin.
Zvažte například skupiny ROH, RCHO a COOH. První odpovídá alkoholům, kde se uhlík váže s kyslíkem (C-OH); druhá je aldehydová skupina, kde uhlík tvoří dvojnou vazbu s kyslíkem a je také vázán na vodík (C = OH); a třetí je karboxylová skupina.
V karboxylové skupině uhlík tvoří dvojnou vazbu s jedním O a jednoduchou vazbu s jiným O (HO-C = O).
Proto dochází ke snížení, pokud je karboxylová kyselina přeměněna na alkohol:
RCOOH => ROH
Těžba kovů
Chemická redukce je nesmírně důležitá v procesech těžby kovů z jejich minerálů. Některé z reakcí jsou:
HgS + O 2 => Hg + SO 2
Sulfid rtuti je redukován na kovovou rtuť.
Cu 2 S + O 2 => 2 Cu + SO 2
Sulfid mědi je redukován na kovovou měď.
2ZnS + 3O 2 => 2ZnO + 2SO 2
ZnO + C => Zn + CO (všimněte si převodu O)
Sulfid zinečnatý se nejprve redukuje na oxid uhelnatý a poté na kovovou formu.
Fe 2 O 3 + 3CO => 2Fe + 3CO 2
Oxid železitý je redukován na kovové železo.
WO 3 + 3H 2 => W + 3 H 2 O
A oxid wolframu se redukuje na kovový wolfram.
Jako cvičení může být oxidační číslo kovu stanoveno před tím, než je sníženo.
Reference
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. ed.). CENGAGE Učení.
- Chemie LibreTexts. (9. prosince 2018). Oxidační-redukční reakce. Obnoveno z: chem.libretexts.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. července 2018). Definice redukce v chemii. Obnoveno z: thinkco.com
- Hultzman R. (2019). Redukce v chemii: definice a přehled. Studie. Obnoveno z: study.com
- Clark J. (2013). Definice oxidace a redukce (redox). Obnoveno z: chemguide.co.uk
- Tutor View. (sf). Redukční reakce. Obnoveno z: chemistry.tutorvista.com