Reduksjon (kjemi) i hva den består av og eksempler



den reduksjon er all den kjemiske reaksjonen hvor atomer av en av reaktantene ender opp med å få elektroner; hva kan også sees på denne måten: din elektroniske ledighet eller "ubehag" er redusert. Et atom får elektroner når en art gir dem det er det ruster.

Denne typen reaksjon kan ikke forekomme i seg selv: hvis en art aksepterer elektronene, må en annen obligatorisk si bort dem. Ellers ville det skape saken fra ingenting, redusere atomer etter å få elektroner fra vakuumet. Derfor er det en redoks semireksjon (reduksjon / oksidasjon).

Et illustrativt eksempel på reduksjonen som kan vises i klasserom er reaksjonen mellom en kobbermetalloverflate og en vandig løsning av sølvnitrat, AgNO3.

I løsningen er sølv funnet som Ag kationer+, positivt ladet Disse når de samhandler med overflaten av kobber, formet som et juletre, rister elektronene fra kobberatomer. Når dette skjer, erstatter kobber sølv i nitratsaltet; og som et resultat dannes kobbernitrat, Cu (NO)3)2.

Cu kationer2+ ved siden av NO3- skru løsningen blå og sølv, hvitner juletreet som om det var dekket av snø.

index

  • 1 Hva er reduksjonen?
    • 1.1 Oksygenummer
    • 1.2 Elektronegativt atom
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Reduksjon i organisk kjemi
    • 2.2 Ekstraksjon av metaller
  • 3 referanser

Hva er reduksjonen?

I reduksjonen er det allerede sagt at en art får elektroner. Hvordan kan dette verifiseres i en kjemisk ligning? For eksempel, i ligningen av reaksjonen mellom Cu og AgNO3, Hvordan vite når reduksjonen skjer? For å bekrefte dette er det nødvendig å bestemme oksidasjonsnummeret eller tilstanden.

Elementene i deres naturlige tilstander har per definisjon en tilstand av oksidasjon lik null, da det antas at de ikke har mistet eller oppnådd elektroner. Således har faste metaller en oksidasjonstilstand på null. Således går sølv fra +1 (Ag+) til 0 (Ag). Ladningen av et metallion er lik oksidasjonstilstanden.

På den annen side kom elektronene fra kobber: går fra 0 (Cu) til +2 (Cu2+). Nitratanionen, NO3- det forblir uendret mens begge metaller bytter elektroner; derfor kan ligningen skrives som:

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

Legg merke til at både kostnader og atomer er balansert.

Dette er den kjemiske reduksjonen: i gevinsten av elektroner som gjør mindre positive oksydasjonstilstandene i atomene som får elektronene.

Oksygenummer

Oksygener er veldig elektronegative og oksiderende atomer, så når et atom danner forbindelser med dem (som oksider), har de positive oksidasjonstilstander. Jo større antall oksygen som interagerer med atomet, desto mer positivt vil dets oksidasjonstilstand være; eller hva som er det samme, er mer rusten.

Derfor, når en forbindelse har færre oksygenatomer, sies det å være mindre oksidert; det vil si at atomet mister mindre elektroner.

Et klassisk eksempel kan ses i karbonmonoksid og dioksyd. For CO har karbon en oksidasjonstilstand på +2; mens for CO2, dets oksidasjonstilstand er +4.

Så, hvis i en reaksjon CO2 blir transformert til CO, det sies at en reduksjon forekommer; siden, karbon nå samhandler med et oksygen og ikke to. For motsatt reaksjon blir CO CO2, det er tale om karbonoksydasjon.

Dette gjelder for alle atomer, spesielt metaller i metalloksider; for eksempel CrO2 (Cr4+) og CrO3 (Cr6+).

I kjemiske ligninger hvor en art taper oksygen, mens de andre artene får det, sies det at en oksygenoverføring skjer.

Elektronegativt atom

Du kan alltid avgjøre om det var en reduksjon ved å endre oksidasjonstilstanden til en mindre positiv verdi. Som nettopp forklart, er det en rask måte å legge merke til uten å gjøre beregningene selv, for å se om det er en reduksjon i oksygenatomer i en forbindelse.

Det samme kan skje med ethvert annet atom som er mer electronegative enn atomet som vinner eller taper elektronene.

For eksempel, hvis CF4 reagerer på en slik måte at det blir CH4, det er da sagt at en reduksjon oppstod; siden fluor er mye mer elektronegativ enn hydrogenatomet. Som et resultat blir karbon mindre oksidert i CH4 enn i CF4, Det som er like å si at det har blitt redusert.

eksempler

Reduksjon i organisk kjemi

CF-eksemplet4 og CH4 det gjenspeiler hva som skjer i organiske reaksjoner, hvor reduksjonen av partiell ladning av et atom regnes som en elektronisk gevinst. Dette gjelder mye når man vurderer reduksjonen av oksygenerte funksjonelle grupper.

For eksempel, vurder gruppene ROH, RCHO og COOH. Den første tilsvarer alkoholer, der karbon er bundet til oksygen (C-OH); den andre er aldehydgruppen, hvor karbonet danner et dobbeltbinding med oksygen og er også koblet til et hydrogen (C = O-H); og den tredje er karboksylgruppen.

I karboksylgruppen danner karbonet en dobbeltbinding med en O og en enkel binding med en annen O (HO-C = 0).

Derfor oppstår en reduksjon hvis en karboksylsyre omdannes til en alkohol:

RCOOH => ROH

Ekstraksjon av metaller

Kjemisk reduksjon er ekstremt viktig i prosessene for ekstraksjon av metaller fra deres mineraler. Noen av reaksjonene er:

HgS + O2 => Hg + SO2

Kviksølvsulfid reduseres til metallisk kvikksølv.

Cu2S + O2 => 2Cu + SO2

Kobbersulfid reduseres til metallisk kobber.

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

ZnO + C => Zn + CO (noter overføringen av O)

Sinksulfid reduseres først til sitt monoksid og deretter til dets metalliske form.

tro2O3 + 3CO => 2Fe + 3CO2

Jern oksyd reduseres til metallisk jern.

WO3 + 3 H2 => W + 3H2O

Og wolframtrioksyd er redusert til metallisk wolfram.

Som en øvelse kan du bestemme oksidasjonsnummeret til metallet før det reduseres.

referanser

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning.
  2. Kjemi LibreTexts. (9. desember 2018). Oksidasjons-reduksjonsreaksjoner. Hentet fra: chem.libretexts.org
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. juli 2018). Definisjonen av reduksjon i kjemi. Hentet fra: thoughtco.com
  4. Hultzman R. (2019). Reduksjon i kjemi: Definisjon og oversikt. Study. Hentet fra: study.com
  5. Clark J. (2013). Definisjoner av oksidasjon og reduksjon (redox). Hentet fra: chemguide.co.uk
  6. Tutor Vista. (N.d.). Reduksjonsreaksjon. Hentet fra: chemistry.tutorvista.com