Oxidation og reduktion: hvad de er, eksempler og øvelser

DET oxidation og reduktion er reaktioner, der opstår, når der er en elektronoverførsel mellem kemiske arter. Det er modsatrettede reaktioner: Ved en oxidation sker der et tab af elektroner og i en reduktion er der en gevinst af elektroner.

Disse processer sker samtidigt, fordi når et stof donerer elektroner til et andet, oxideres det, mens det stof, der modtager elektroner, gennemgår reduktion.

Når et stof oxiderer, får det de andre arter til at reducere, deraf navnet på et reduktionsmiddel. Ligeledes reduceres et stof på grund af oxidation af et andet og er derfor oxidationsmidlet.

Oxidations- og reduktionsreaktionerne demonstreres ved variationen af ​​oxidationstallet (nox) for de involverede arter.

Generelt kan en reaktion, der præsenterer oxidation og reduktion, repræsenteres af:

A + B⁺ → A⁺ + B

Hvor,

A: stof, der oxideres, mister elektroner, øger sin værdi og er reduktionsmiddel.
B: stof, der undergår reduktion, får elektroner, nedsætter oxidation og er oxidationsmiddel.

Eksempler på oxidation og reduktion

Se følgende billede for et eksempel på redox-kemiske ligning.

Den metalliske zink gennemgår oxidation og forårsager reduktionen af ​​kobber, så det er reduktionsmidlet. Dens oxidationstal (nox) stiger fra 0 til +2, fordi den mister 2 elektroner.

Kupriionen (Cu²⁺) gennemgår reduktion og får kobber til at oxidere, så det er oxidationsmidlet. Dets oxidationstal (nox) falder fra +2 til 0, fordi det får 2 elektroner og bliver til metallisk kobber, som er elektrisk neutralt.

Andre eksempler på redoxreaktioner i hverdagen er:

metan forbrænding
CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O_(v)

Fotosyntese
6CO_2(g) + 6H₂O_(v) → C₆H₁₂O_{6 (her)} + 6O_2(g)

jernkorrosion
2 Fe_(s) + 3/4O_2(g) + 3 timer₂O_(v) → 2Fe (OH)_3(er) (rust Fe₂O₃.3H₂O)

Lær mere om oxidationstal (nox).

Hvordan opstår oxidations- og reduktionsreaktioner?

Ligningen for redoxreaktionen, der involverer kobber og zink, kan repræsenteres ved halvreaktioner, som vist nedenfor.

• oxidationshalvreaktion: Zn⁰_(s) → 2e^- + Zn²⁺_(her)
• Reduktion halvreaktion: røv²⁺_(her) + 2e^- → røv⁰_(s)
• global ligning: Zn⁰_(s) + røv²⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + røv⁰_(s)

Denne elektronoverførsel i redoxreaktionen sker i henhold til reduktionspotentialet for den involverede art. Komponenten med det laveste reduktionspotentiale har en tendens til at donere elektroner, mens den med det højeste potentiale vil modtage dem.

For eksempel har zink et reduktionspotentiale på -0,76V, mens kobber har et reduktionspotentiale på +0,34V. Derfor er zink, fordi det har et lavere reduktionspotentiale, et bedre reduktionsmiddel og fremmer reduktionen kobber, som har et højere reduktionspotentiale og derfor får elektroner og forårsager zinkoxidation.

Læs også om redoxreaktioner.

Øvelser om oxidation og reduktion

Brug følgende spørgsmål til at teste din viden om, hvad du har lært i denne tekst.

Spørgsmål 1

Vedrørende oxidations- og reduktionsreaktioner er det korrekt at anføre det

a) Stigningen i den kemiske arts nox indikerer, at den har gennemgået en reduktion.
b) Stoffet, der taber elektroner, oxideres og er et oxidationsmiddel.
c) Ved redoxreaktioner overføres elektroner.
d) Stoffet, der optager elektroner, reduceres og er et reduktionsmiddel.
e) Faldet i den kemiske arts nox indikerer, at den har undergået oxidation.

se svar

Korrekt alternativ: c) Ved oxidations-reduktionsreaktioner sker elektronoverførsel.

I redoxreaktioner overføres elektroner.

Stoffet, der får elektroner, gennemgår reduktion og er oxidationsmidlet. Faldet i den kemiske arts nox indikerer, at den er blevet reduceret.

Stoffet, der taber elektroner, gennemgår oxidation og er et reduktionsmiddel. Stigningen i den kemiske arts nox indikerer, at den har undergået oxidation.

spørgsmål 2

Eksempler på redoxreaktioner i hverdagen UNDTAGET

a) Korrosion
b) forbrænding
c) Fotosyntese
d) Neutralisering

se svar

Forkert alternativ: d) Neutralisering.

En neutraliseringsreaktion er en, der opstår mellem en syre og en base, hvilket resulterer i salt og vand. For eksempel:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Eksempler på en redoxreaktion er:

metan forbrænding

CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O_(v)

Fotosyntese

6CO_2(g) + 6H₂O_(v) → C₆H₁₂O_{6 (her)} + 6O_2(g)

jernkorrosion

2 Fe_(s) + 3/4O_2(g) + 3 timer₂O_(v) → 2Fe (OH)_3(er)

spørgsmål 3

Overhold følgende oxidations-reduktionsreaktioner og angiv, hvilke oxidations- og reduktionsmidler der er.

JEG. Zn⁰_(s) + røv²⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + røv⁰_(s)
II. Ass²⁺_(her) + H²_(g) → 2H⁺_(her) + røv_(s)
III. Zn_(s) + 2H⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + H_2(g)

se svar

Svar:

I en redoxreaktion er den, der gennemgår oxidation, reduktionsmidlet, og den, der gennemgår reduktion, er oxidationsmidlet.

JEG. Zn⁰_(s) + røv²⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + røv⁰_(s)

Oxidationsmiddel: kobber (Cu)
Reduktionsmiddel: zink (Zn)

II. Ass²⁺_(her) + H²_(g) → 2H⁺_(her) + røv_(s)

Oxidationsmiddel: kobber (Cu)
Reduktionsmiddel: brint (H)

III. Zn_(s) + 2H⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + H²_(g)

Oxidationsmiddel: brint (H)
Reduktionsmiddel: zink (Zn)

Få mere viden om indholdet:

• Hvad er stakke?
• elektrokemi
• Elektrolyse

Bibliografiske referencer

FONSECA, M. R. M Kemi, 2. 1. udg. São Paulo: Attika, 2013.

SANTOS, W.L.P; MOL, G.S. Borgerkemi, 3. 2. udg. São Paulo: Editora AJS, 2013.

USBERCO, J. Forbind kemi, 2: kemi. - 2. udg. São Paulo: Saraiva, 2014.