מושג ודוגמאות לחומר צמצום וסוכן חמצון

אחת התכונות העיקריות המבדילות תגובה להפחתת חמצון (או חמצון מחדש) של האחרים הוא נוכחות של חומר מחמצן וחומר צמצום, שניתן להגדירם כדלקמן:

לדוגמא, התבונן בתגובה הכימית שמתחת לה אלתור (אל) מאכלת בתמיסה מימית של חומצה הידרוכלורית. אטומי אלומיניום מעבירים אלקטרונים לקטיוני H⁺_(פה) ולייצר את הקטיון אל³⁺_(פה):

שים לב שמכיוון שאל העביר אלקטרונים זה אומר הוא גרם לצמצום של קטיוני H⁺_(פה); בגלל זה קוראים לו סוכן צמצום. כבר הקטיון ח⁺_(פה) הוצא את האלקטרונים מהאלומיניום, גורם לחמצון של המתכת ההיא; לכן הוא פועל כ- חומר מחמצן.

בחיי היומיום, ישנן דוגמאות רבות לביצועים של חומרים מחמצנים וסוכני צמצום. הסתכל על כמה מהם וזכור, עם זאת, שבכל המקרים ההפחתה מתרחשת במקביל לחמצון; לכן, אם יש חומר מפחית, יש גם חומר מחמצן.

• דוגמאות לסוכני הפחתה:

• בסרטי צילום: סרטי צילום מכילים מלחי כסף רגישים לאור. בנקודות בהן יש שכיחות של אור יש הפחתה של יונים Ag⁺, וכתוצאה מכך הניגוד שנצפה בשלילה.

• ויטמין סי: ויטמין C (חומצה L-ascorbic) הוא חומר הפחתה רב עוצמה בתמיסה מימית. יש לו מתקן יוצא דופן לחמצון ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב, במיוחד במזונות כמו נוגד חמצון, כלומר, הוא מתווסף למזונות אחרים ומגן עליהם מפני חמצון אפשרי, בשל שלו לְהַקְרִיב. דוגמא לכך הם פירות כמו תפוחים ואגסים שמתכהים במגע עם חמצן באוויר, מכיוון שהם מתחמצנים. אך כשמוסיפים לפרי כמות קטנה של מיץ תפוזים או לימון (המכילים ויטמין C) לחתוך, זה מונע את התרחשות התגובה הזו מכיוון שויטמין C משמש כחומר הפחתה ומחמצן לפני הפרי.

• גז מימן: גז המימן (H₂) משמש בהנעת רקטות ונחשב לאחת החלופות האנרגטיות החשובות ביותר, מכיוון שבעירתה משחררת כמות גדולה של אנרגיה וללא מזהמים. בתגובה זו, מימן משמש כחומר הפחתה, ומחומצן על ידי חמצן.

• דוגמאות לחומרים מחמצנים:

• בייצור חומץ: כאשר היין נחשף לאוויר הוא הופך לחומץ שהמרכיב העיקרי בו הוא חומצה אצטית. הסיבה לכך היא שהאלכוהול האתילי או האתנול הקיים ביין מתחמצן במגע עם חמצן אטמוספרי, וכתוצאה מכך נוצרת חומצה אצטית. לפיכך, חמצן הוא חומר מחמצן. אפילו מקור המושג "חמצון" קשור לתגובה עם חמצן.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

• בחלודה: כאמור בדוגמה הקודמת, חמצן משמש כחומר מחמצן לאלכוהול; והיא עושה זאת גם במגע עם מתכות שונות, כמו ברזל, מה שגורם לתהליך החלודה. בנוסף לחמצן באוויר, חומרים מחמצנים אחרים במקרה זה הם מים או תמיסה חומצית.

• באקונומיקה: אפקט ההלבנה של ההלבנה נובע מהימצאותם של שני חומרי ההפחתה הבאים: o אניון היפוכלוריט (בדרך כלל בצורה של מלח נתרן - NaOCl), קיים, למשל, באקונומיקה; ומי חמצן (H₂או₂), משווק כמי חמצן. לשתי תרכובות אלו נטייה חזקה מאוד להתחמצן ולגרום להפחתת מינים כימיים אחרים. לכן, הם אחראים על חומרים מחמצנים המקנים צבע כהה למוצרים. לדוגמא, בתאית ליגנין מתפרק והופך קל יותר ונחלש יותר. במקרה של הסרת כתמים והלבנת בד, גורמי חמצון אלה גורמים לחמצון של מולקולות אורגניות כגון שומנים וצבעים.

• במכשירי נשימה: מכשיר נשימה חד פעמי פשוט מורכב מצינור שקוף המכיל תמיסה מימית של מלח דיכרומט של אשלגן וסיליקה, בלחות עם חומצה גופרתית; מעורבב בצבע כתום. המלח הזה, במגע עם אדי האלכוהול הנמצאים בנשימתו של הנהג השיכור, מגיב ומשנה את צבעו לירוק. משמעות הדבר היא שהחמצון של אתנול (אלכוהול) לאתנאל נגרם.

מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "מושג ודוגמאות של חומר הפחתה וסוכן חמצון"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/conceito-exemplos-agente-redutor-agente-oxidante.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.