Mis on oksüdatsioon? Definitsioon ja näide

Kaks peamist tüüpi keemilisi reaktsioone on oksüdeerimine ja redutseerimine. Oksüdeerimisel pole hapnikuga tingimata midagi pistmist. Siit saate teada, mida see tähendab ja kuidas see on seotud vähendamisega.

Peamised võtmed: oksüdeerimine keemias

Oksüdatsioon on elektronid reaktsiooni ajal a molekul, aatom või ioon.
Oksüdatsioon toimub siis, kui oksüdatsiooni olek molekuli, aatomi või iooni sisaldus suureneb. Kutsutakse vastupidist protsessi vähendamine, mis ilmneb elektronide suurenemise korral või aatomi, molekuli või iooni oksüdatsiooniseisundi vähenedes.

Reaktsiooni näide on vesiniku ja fluori moodustumise vaheline reaktsioon vesinikfluoriidhape:

H₂ + F₂ → 2 HF

Selles reaktsioonis oksüdeeritakse vesinikku ja vähendatakse fluori. Reaktsiooni võib paremini mõista, kui see on kirjutatud kahe poolreaktsiooni vormis.

H₂ → 2 H⁺ + 2 e^-

F₂ + 2 e^- → 2 F^-

Pange tähele, et selles reaktsioonis pole hapnikku!

Vanem oksüdatsiooni tähendus oli siis, kui hapnik lisati a ühend. Selle põhjuseks oli gaasiline hapnik (O₂) oli esimene teadaolev oksüdeeriv aine. Kuigi hapniku lisamine ühendile vastab tavaliselt elektronide kaotuse ja suurenemise kriteeriumidele oksüdatsiooni olekus laiendati oksüdatsiooni määratlust, hõlmates muud tüüpi kemikaale reaktsioonid.

Klassikaline näide oksüdatsiooni vanast määratlusest on see, kui raud ühendab moodustamiseks hapniku raudoksiid või rooste. Väidetavalt on raud oksüdeerunud roosteks. Keemiline reaktsioon on:

2 Fe + O₂ → Fe₂O₃

Raudmetall oksüdeeritakse, moodustades roosteoksiidi.

Elektrokeemilised reaktsioonid on oksüdatsioonireaktsioonide suurepärased näited. Kui vasktraat asetatakse lahusesse, mis sisaldab hõbeioone, siirduvad elektronid vaskmetallist hõbeioonideni. Vasemetall oksüdeeritakse. Hõbemetallvurrud kasvavad vasktraadile, samal ajal kui vaseioonid eralduvad lahuses.

Cu (s) + 2 Ag⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + 2 Ag (s)

Veel üks näide oksüdeerumisest, kus element kombineerub hapnikuga, on reaktsioon magneesiumi metalli ja hapniku vahel, moodustades magneesiumoksiidi. Paljud metallid oksüdeeruvad, seega on kasulik ära tunda võrrandi vorm:

2 Mg (s) + O₂ (g) → 2 MgO

Kui elektron oli avastatud ja keemilisi reaktsioone suudetud selgitada, mõistsid teadlased oksüdeerumist ja redutseerimine toimub koos, kusjuures üks liik kaotab elektronid (oksüdeerunud) ja teine ​​omandab elektrone (vähendatud). Keemilise reaktsiooni tüüpi, milles toimub oksüdeerimine ja redutseerimine, nimetatakse redoksreaktsiooniks, mis tähistab redutseerimist-oksüdeerimist.

Metalli oksüdeerumist gaasilise hapnikuga võib seejärel seletada kui metalli aatomit kaotavate elektronidega, moodustades katiooni (oksüdeeruvad) koos hapniku molekuliga, mis võtab elektrone hapniku anioonide moodustamiseks. Näiteks magneesiumi korral võib reaktsiooni ümber kirjutada järgmiselt:

2 Mg + O₂ → 2 [Mg²⁺] [O^2-]

koosneb järgmistest poolreaktsioonidest:

Mg → Mg²⁺ + 2 e^-

O₂ + 4 e^- → 2 O^2-

Oksüdeerimine, milles osaleb hapnik, on selle termini tänapäevase määratluse kohaselt endiselt oksüdeerumine. Siiski on veel üks vana vesinikuga seotud määratlus, mida võib kohata orgaanilise keemia tekstides. See määratlus on hapniku määratlusele vastupidine, seega võib see põhjustada segadust. Sellegipoolest on hea olla teadlik. Selle määratluse kohaselt tähendab oksüdeerimine vesiniku kaotust, redutseerimine aga vesiniku juurdekasvu.

Näiteks selle määratluse kohaselt, kui etanool oksüdeeritakse etanaaliks:

CH₃CH₂OH → CH₃CHO

Etanooli peetakse oksüdeerunuks, kuna see kaotab vesiniku. Võrrandi ümberpööramisel saab etanaali redutseerida, lisades sellele vesinikku, et moodustada etanool.

Nii et pidage meeles oksüdatsiooni ja redutseerimise tänapäevast määratlust, mis puudutab elektrone (mitte hapnikku ega vesinikku). Üks viis meeles pidada, millised liigid oksüdeeruvad ja millised redutseeruvad, on kasutada õliõli RIG. OIL RIG tähistab oksüdeerumist on kadunud, redutseerimist on kasu.

• Haustein, Catherine Hinga (2014). K. Lee Lerner ja Brenda Wilmoth Lerner (toim). Oksüdeerimine - reduktsioonireaktsioon. Gale'i teaduse entsüklopeedia (5. väljaanne). Farmington Hills, MI: Gale'i rühm.
• Hudlický, Miloš (1990). Oksüdatsioonid orgaanilises keemias. Washington, D.C.: Ameerika keemiaühing. lk. 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.