Oksüdeerimine ja redutseerimine: mis need on, näited ja harjutused

THE oksüdatsioon ja vähendamine on reaktsioonid, mis tekivad siis, kui esineb a elektronide ülekanne keemiliste liikide vahel. Need on vastupidised reaktsioonid: oksüdatsioonil toimub elektronide kadu ja redutseerimisel elektronide suurenemine.

Need protsessid toimuvad samaaegselt, sest kui aine loovutab teisele elektrone, siis see oksüdeerub, samas kui aine, mis elektrone vastu võtab, redutseerub.

Kui aine oksüdeerub, põhjustab see teiste liikide redutseerumist, sellest ka redutseerija nimetus. Samuti redutseerub üks aine teise oksüdeerumise tõttu ja on seetõttu oksüdeerija.

Oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioone näitavad asjaomaste liikide oksüdatsiooniarvu (nox) kõikumised.

Üldiselt võib oksüdatsiooni ja redutseerimisega reaktsiooni kujutada järgmiselt:

A + B⁺ → A⁺ + B

kus,

V: Aine, mis oksüdeerub, kaotab elektrone, suurendab oma väärtust ja on redutseerija.
B: aine, mis redutseerub, omandab elektrone, vähendab oksüdatsiooni ja on oksüdeeriv aine.

Oksüdatsiooni ja redutseerimise näited

Redokskeemilise võrrandi näite leiate järgmiselt pildilt.

Metalliline tsink läbib oksüdatsioon ja põhjustab vase redutseerimist, seega on see redutseerija. Selle oksüdatsiooniarv (nox) suureneb 0-lt +2-ni, kuna see kaotab 2 elektroni.

Vaskiioon (Cu²⁺) redutseerub ja põhjustab vase oksüdeerumist, seega on see oksüdeerija. Selle oksüdatsiooniarv (nox) väheneb +2-lt 0-le, kuna see saab 2 elektroni ja muutub metalliliseks vaseks, mis on elektriliselt neutraalne.

Muud näited igapäevaelus esinevatest redoksreaktsioonidest on järgmised:

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

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

raua korrosioon
2Fe_(s) + 3/4O_2(g) + 3 tundi₂O_(v) → 2Fe (OH)_3(s) (rooste Fe₂O₃.3H₂O)

Lisateavet oksüdatsiooniarv (nox).

Kuidas toimuvad oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonid?

Vase ja tsingi redoksreaktsiooni võrrandit saab esitada poolreaktsioonidena, nagu allpool näidatud.

• oksüdatsiooni poolreaktsioon: Zn⁰_(s) → 2e^- + Zn²⁺_(siin)
• Poolreaktsiooni vähendamine: perse²⁺_(siin) + 2e^- → perse⁰_(s)
• globaalne võrrand: Zn⁰_(s) + perse²⁺_(siin) → Zn²⁺_(siin) + perse⁰_(s)

See elektronide ülekanne redoksreaktsioonis toimub vastavalt kaasatud liikide redutseerimispotentsiaalile. Madalaima redutseerimispotentsiaaliga komponent kaldub loovutama elektrone, samas kui kõige suurema potentsiaaliga komponent võtab need vastu.

Näiteks tsingi redutseerimispotentsiaal on -0,76 V, vasel aga +0,34 V. Seetõttu on tsink, kuna sellel on väiksem redutseerimispotentsiaal, parem redutseerija ja soodustab redutseerimist vask, millel on suurem redutseerimispotentsiaal ja mis seetõttu omandab elektrone ja põhjustab tsingi oksüdatsiooni.

Lugege ka redoksreaktsioonid.

Oksüdatsiooni ja redutseerimise harjutused

Kasutage järgmisi küsimusi, et kontrollida oma teadmisi selles tekstis õpitu kohta.

küsimus 1

Oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonide kohta on õige väita, et

a) Keemiliste liikide nox suurenemine näitab, et see on vähenenud.
b) Aine, mis kaotab elektrone, oksüdeerub ja on oksüdeeriv aine.
c) Redoksreaktsioonides toimub elektronide ülekandmine.
d) Aine, mis saab elektrone, redutseerub ja on redutseerija.
e) Keemilise liigi nox vähenemine näitab, et see on läbinud oksüdatsiooni.

vaata vastust

Õige alternatiiv: c) Oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonides toimub elektronide ülekanne.

Redoksreaktsioonides toimub elektronide ülekandmine.

Aine, mis saab elektrone, redutseerub ja on oksüdeerija. Keemiliste liikide nox vähenemine näitab, et see on vähenenud.

Aine, mis kaotab elektrone, oksüdeerub ja on redutseerija. Keemiliste liikide nox suurenemine näitab, et see on läbinud oksüdatsiooni.

küsimus 2

Näited redoksreaktsioonidest igapäevaelus V.A

a) Korrosioon
b) põlemine
c) Fotosüntees
d) Neutraliseerimine

vaata vastust

Vale alternatiiv: d) Neutraliseerimine.

Neutraliseerimisreaktsioon toimub happe ja aluse vahel, mille tulemuseks on sool ja vesi. Näiteks:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Redoksreaktsiooni näited on järgmised:

metaani põlemine

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

Fotosüntees

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

raua korrosioon

2Fe_(s) + 3/4O_2(g) + 3 tundi₂O_(v) → 2Fe (OH)_3(s)

küsimus 3

Jälgige järgmisi oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioone ja märkige, millised on oksüdeerivad ja redutseerivad ained.

I. Zn⁰_(s) + perse²⁺_(siin) → Zn²⁺_(siin) + perse⁰_(s)
II. Perse²⁺_(siin) + H²_(g) → 2H⁺_(siin) + perse_(s)
III. Zn_(s) + 2H⁺_(siin) → Zn²⁺_(siin) + H_2(g)

vaata vastust

Vasta:

Redoksreaktsioonis oksüdeeriv aine on redutseerija ja redutseeriv aine oksüdeerija.

I. Zn⁰_(s) + perse²⁺_(siin) → Zn²⁺_(siin) + perse⁰_(s)

Oksüdeeriv aine: vask (Cu)
Redutseerija: tsink (Zn)

II. Perse²⁺_(siin) + H²_(g) → 2H⁺_(siin) + perse_(s)

Oksüdeeriv aine: vask (Cu)
Redutseerija: vesinik (H)

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

Oksüdeeriv aine: vesinik (H)
Redutseerija: tsink (Zn)

Hankige sisuga rohkem teadmisi:

• Mis on virnad?
• elektrokeemia
• Elektrolüüs

Bibliograafilised viited

FONSECA, M. R. M keemia, 2. 1. toim. São Paulo: Atika, 2013.

SANTOS, W.L.P; MOL, G.S. Kodanikukeemia, 3. 2. toim. São Paulo: toimetaja AJS, 2013.

USBERCO, J. Ühenda keemia, 2: keemia. - 2. toim. São Paulo: Saraiva, 2014.