Oksidasjon og reduksjon: hva de er, eksempler og øvelser

DE oksidasjon og reduksjon er reaksjoner som oppstår når det er en elektronoverføring mellom kjemiske arter. De er motsatte reaksjoner: i en oksidasjon er det tap av elektroner og i en reduksjon er det en gevinst av elektroner.

Disse prosessene skjer samtidig, fordi når et stoff donerer elektroner til et annet oksideres det, mens stoffet som mottar elektroner gjennomgår reduksjon.

Når et stoff oksiderer, får det de andre artene til å redusere, derav navnet på et reduksjonsmiddel. På samme måte reduseres ett stoff på grunn av oksidasjonen av et annet og er derfor oksidasjonsmidlet.

Oksydasjons- og reduksjonsreaksjonene demonstreres ved variasjonen av oksidasjonstallet (nox) til de involverte artene.

Generelt kan en reaksjon som presenterer oksidasjon og reduksjon representeres av:

A + B⁺ → A⁺ + B

Hvor,

A: stoff som oksideres, mister elektroner, øker verdien og er reduksjonsmiddel.
B: stoff som gjennomgår reduksjon, får elektroner, reduserer oksidasjon og er oksidasjonsmiddel.

Eksempler på oksidasjon og reduksjon

Se følgende bilde for et eksempel på redoks kjemisk ligning.

Den metalliske sinken gjennomgår oksidasjon og forårsaker reduksjon av kobber, så det er reduksjonsmidlet. Oksydasjonstallet (nox) øker fra 0 til +2 fordi det mister 2 elektroner.

Kupriionet (Cu²⁺) gjennomgår reduksjon og får kobber til å oksidere, så det er oksidasjonsmidlet. Oksydasjonstallet (nox) synker fra +2 til 0 fordi det får 2 elektroner og blir metallisk kobber, som er elektrisk nøytralt.

Andre eksempler på redoksreaksjoner i hverdagen er:

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

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

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

Lære mer om oksidasjonstall (nox).

Hvordan oppstår oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner?

Ligningen for redoksreaksjonen som involverer kobber og sink kan representeres ved halvreaksjoner, som vist nedenfor.

• oksidasjonshalvreaksjon: Zn⁰_(s) → 2e^- + Zn²⁺_(her)
• Reduksjon halvreaksjon: ass²⁺_(her) + 2e^- → ass⁰_(s)
• global ligning: Zn⁰_(s) + ass²⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + ass⁰_(s)

Denne elektronoverføringen i redoksreaksjonen skjer i henhold til reduksjonspotensialet til de involverte artene. Komponenten med lavest reduksjonspotensial har en tendens til å donere elektroner, mens den med høyest potensial vil motta dem.

For eksempel har sink et reduksjonspotensial på -0,76V, mens kobber har et reduksjonspotensial på +0,34V. Derfor er sink, fordi det har et lavere reduksjonspotensial, et bedre reduksjonsmiddel og fremmer reduksjonen kobber, som har et høyere reduksjonspotensial og derfor får elektroner og forårsaker sinkoksidasjon.

Les også om redoksreaksjoner.

Øvelser på oksidasjon og reduksjon

Bruk følgende spørsmål for å teste kunnskapen din om det du har lært i denne teksten.

Spørsmål 1

Når det gjelder oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner er det riktig å si det

a) Økningen i nox for den kjemiske arten indikerer at den har gjennomgått en reduksjon.
b) Stoffet som mister elektroner gjennomgår oksidasjon og er et oksidasjonsmiddel.
c) I redoksreaksjoner overføres elektroner.
d) Stoffet som får opp elektroner reduseres og er et reduksjonsmiddel.
e) Nedgangen i nox for den kjemiske arten indikerer at den har gjennomgått oksidasjon.

se svaret

Riktig alternativ: c) I oksidasjons-reduksjonsreaksjoner skjer elektronoverføring.

I redoksreaksjoner overføres elektroner.

Stoffet som får elektroner gjennomgår reduksjon og er oksidasjonsmiddel. Nedgangen i nox for den kjemiske arten indikerer at den har blitt redusert.

Stoffet som mister elektroner gjennomgår oksidasjon og er et reduksjonsmiddel. Økningen i nox av den kjemiske arten indikerer at den har gjennomgått oksidasjon.

spørsmål 2

Eksempler på redoksreaksjoner i hverdagen UNNTATT

a) Korrosjon
b) forbrenning
c) Fotosyntese
d) Nøytralisering

se svaret

Feil alternativ: d) Nøytralisering.

En nøytraliseringsreaksjon er en som skjer mellom en syre og en base, noe som resulterer i salt og vann. For eksempel:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Eksempler på redoksreaksjoner er:

metanforbrenning

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

Fotosyntese

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

jernkorrosjon

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

spørsmål 3

Vær oppmerksom på følgende oksidasjons-reduksjonsreaksjoner og angi hvilke som er oksidasjons- og reduksjonsmidlene.

JEG. Zn⁰_(s) + ass²⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + ass⁰_(s)
II. Ass²⁺_(her) + H²_(g) → 2H⁺_(her) + ass_(s)
III. Zn_(s) + 2H⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + H_2(g)

se svaret

Svare:

I en redoksreaksjon er den som gjennomgår oksidasjon reduksjonsmidlet og den som gjennomgår reduksjon er oksidasjonsmidlet.

JEG. Zn⁰_(s) + ass²⁺_(her) → Zn²⁺_(her) + ass⁰_(s)

Oksydasjonsmiddel: kobber (Cu)
Reduksjonsmiddel: sink (Zn)

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

Oksydasjonsmiddel: kobber (Cu)
Reduksjonsmiddel: hydrogen (H)

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

Oksidasjonsmiddel: hydrogen (H)
Reduksjonsmiddel: sink (Zn)

Få mer kunnskap med innholdet:

• Hva er stabler?
• elektrokjemi
• Elektrolyse

Bibliografiske referanser

FONSECA, M. R. M Kjemi, 2. 1. utg. São Paulo: Attica, 2013.

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

USBERCO, J. Koble sammen kjemi, 2: kjemi. - 2. utg. São Paulo: Saraiva, 2014.