THE hapettumista ja vähentäminen ovat reaktioita, jotka tapahtuvat, kun on a elektronin siirto kemiallisten lajien välillä. Ne ovat vastakkaisia reaktioita: hapettumisessa tapahtuu elektronien häviämistä ja pelkistymisessä elektronien lisäystä.
Nämä prosessit tapahtuvat samanaikaisesti, koska kun aine luovuttaa elektroneja toiselle, se hapettuu, kun taas elektroneja vastaanottava aine pelkistyy.
Kun aine hapettuu, se saa muut lajit pelkistymään, mistä johtuu pelkistimen nimi. Samoin yksi aine pelkistyy toisen hapettumisen vuoksi ja on siksi hapettava aine.
Hapetus- ja pelkistysreaktiot osoitetaan kyseessä olevien lajien hapetusluvun (nox) vaihtelulla.
Yleensä reaktio, jossa on hapettumista ja pelkistystä, voidaan esittää seuraavasti:
A + B+ → A+ + B
Missä,
V: Aine, joka hapettuu, menettää elektroneja, lisää arvoaan ja on pelkistävä aine.
B: aine, joka pelkistyy, saa elektroneja, vähentää hapettumista ja on hapettava aine.
Esimerkkejä hapettumisesta ja pelkistämisestä
Katso seuraavasta kuvasta esimerkki redox-kemiallisesta yhtälöstä.
Metallinen sinkki käy läpi hapettumista ja aiheuttaa kuparin pelkistyksen, joten se on pelkistävä aine. Sen hapetusluku (nox) kasvaa 0:sta +2:een, koska se menettää 2 elektronia.
Kupari-ioni (Cu2+) pelkistyy ja saa kuparin hapettumaan, joten se on hapettava aine. Sen hapetusluku (nox) laskee +2:sta 0:aan, koska se saa 2 elektronia ja muuttuu metalliksi kupariksi, joka on sähköisesti neutraali.
Muita esimerkkejä redox-reaktioista jokapäiväisessä elämässä ovat:
metaanin poltto
CH4(g) + 202(g) → CO2(g) + 2H2O(v)
Fotosynteesi
6CO2(g) + 6H2O(v) → C6H12O6 (täällä) + 6O2(g)
raudan korroosio
2Fe(s) + 3/4O2(g) + 3 tuntia2O(v) → 2Fe (OH)3(s) (ruoste Fe2O3.3H2O)
Lisätietoja: hapetusluku (nox).
Miten hapettumis- ja pelkistysreaktiot tapahtuvat?
Kuparin ja sinkin redox-reaktion yhtälö voidaan esittää puolireaktioilla, kuten alla on esitetty.
- hapettumisen puolireaktio: Zn0(s) → 2e- + Zn2+(tässä)
- Puolireaktion vähentäminen: perse2+(tässä) + 2e- → perse0(s)
- globaali yhtälö: Zn0(s) + perse2+(tässä) → Zn2+(tässä) + perse0(s)
Tämä elektroninsiirto redox-reaktiossa tapahtuu mukana olevien lajien pelkistyspotentiaalin mukaan. Pienimmän pelkistyspotentiaalin omaavalla komponentilla on taipumus luovuttaa elektroneja, kun taas se, jolla on suurin potentiaali, vastaanottaa niitä.
Esimerkiksi sinkin pelkistyspotentiaali on -0,76 V, kun taas kuparin pelkistyspotentiaali on +0,34 V. Siksi sinkki, koska sillä on pienempi pelkistyspotentiaali, on parempi pelkistysaine ja edistää pelkistystä kuparia, jolla on suurempi pelkistyspotentiaali ja joka siten saa elektroneja ja aiheuttaa sinkin hapettumista.
Lue myös aiheesta redox-reaktiot.
Harjoitukset hapettumisesta ja pelkistämisestä
Käytä seuraavia kysymyksiä testataksesi tietosi siitä, mitä olet oppinut tästä tekstistä.
Kysymys 1
Mitä tulee hapettumis- ja pelkistysreaktioihin, niin on oikein todeta
a) Kemiallisten lajien nox-pitoisuuden kasvu osoittaa, että se on vähentynyt.
b) Aine, joka menettää elektroneja, hapettuu ja on hapettava aine.
c) Redox-reaktioissa elektroneja siirtyy.
d) Aine, joka saa elektroneja, pelkistyy ja on pelkistävä aine.
e) Kemiallisten lajien nox-arvon lasku osoittaa, että se on hapettunut.
Oikea vaihtoehto: c) Hapetus-pelkistysreaktioissa tapahtuu elektronien siirtoa.
Redox-reaktioissa elektroneja siirtyy.
Aine, joka saa elektroneja, pelkistyy ja on hapettava aine. Kemiallisten lajien nox-arvon lasku osoittaa, että se on pienentynyt.
Aine, joka menettää elektroneja, hapettuu ja on pelkistävä aine. Kemiallisten lajien nox-pitoisuuden kasvu osoittaa, että se on hapettunut.
kysymys 2
Esimerkkejä redox-reaktioista jokapäiväisessä elämässä PAITSI
a) Korroosio
b) palaminen
c) Fotosynteesi
d) Neutralointi
Väärä vaihtoehto: d) Neutralointi.
Neutralointireaktio on reaktio, joka tapahtuu hapon ja emäksen välillä, jolloin tuloksena on suola ja vesi. Esimerkiksi:
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Esimerkkejä redox-reaktiosta ovat:
metaanin poltto
CH4(g) + 202(g) → CO2(g) + 2H2O(v)
Fotosynteesi
6CO2(g) + 6H2O(v) → C6H12O6 (täällä) + 6O2(g)
raudan korroosio
2Fe(s) + 3/4O2(g) + 3 tuntia2O(v) → 2Fe (OH)3(s)
kysymys 3
Tarkkaile seuraavia hapetus-pelkistysreaktioita ja osoita mitkä ovat hapettavat ja pelkistävät aineet.
minä Zn0(s) + perse2+(tässä) → Zn2+(tässä) + perse0(s)
II. Perse2+(tässä) + H2(g) → 2H+(tässä) + perse(s)
III. Zn(s) + 2H+(tässä) → Zn2+(tässä) + H2(g)
Vastaa:
Redox-reaktiossa hapettuva aine on pelkistävä aine ja pelkistävä on hapetin.
minä Zn0(s) + perse2+(tässä) → Zn2+(tässä) + perse0(s)
Hapettava aine: kupari (Cu)
Pelkistävä aine: sinkki (Zn)
II. Perse2+(tässä) + H2(g) → 2H+(tässä) + perse(s)
Hapettava aine: kupari (Cu)
Pelkistävä aine: vety (H)
III. Zn(s) + 2H+(tässä) → Zn2+(tässä) + H2(g)
Hapettava aine: vety (H)
Pelkistävä aine: sinkki (Zn)
Hanki lisää tietoa sisällöstä:
- Mitä ovat pinot?
- sähkökemia
- Elektrolyysi
Bibliografiset viittaukset
FONSECA, M. R. M Kemia, 2. 1. toim. São Paulo: Attika, 2013.
SANTOS, W.L.P; MOL, G.S. Kansalaiskemia, 3. 2. toim. São Paulo: Editora AJS, 2013.
USBERCO, J. Yhdistä kemia, 2: kemia. - 2. toim. São Paulo: Saraiva, 2014.
