Utlenianie to reakcja chemiczna, w której atomy, jony lub cząsteczki tracą elektrony. Powoduje również wzrost liczby utleniania (nox).
Termin utlenianie został początkowo stworzony na określenie reakcji, w których reagentem był tlen. Stwierdzono jednak, że w niektórych przypadkach występowały one przy braku tego pierwiastka. Ponieważ termin był już powszechnie znany, nadal był używany.
Reakcje utleniania zachodzą jednocześnie z reakcjami redukcji. Dlatego nazywa się je redox, w którym przenoszone są elektrony.
W reakcjach redoks czynnik utleniający to ten, który przyjmuje elektrony, ulegając redukcji. Reduktor traci elektrony i ulega utlenianiu.
Przykłady utleniania
Utlenianie żelaza
Rdza to utlenianie żelaza. Wszystkie metale mogą ulegać utlenianiu. Występuje w wyniku kontaktu metali z powietrzem i wodą. Początkowo korozja czyli zużycie metalu w wyniku utleniania. Następnie tworzy rdza.
Zobacz reakcję redoks do tworzenia rdzy:
- Fe(s) → Fe2+ + 2e-. Na tym etapie żelazo traci dwa elektrony, ulega utlenianiu
- O2 + 2 godz2O + 4e- → 4OH-. O redukcja2
- 2Fe + O2 + 2 godz2O → 2Fe(OH)2. Równanie ogólne - Fe(OH)2 to wodorotlenek żelaza, odpowiedzialny za brązowy kolor rdzy.
Aby chronić żelazo i stal przed utlenianiem, można zastosować technikę cynkowania. Składa się z metalicznej powłoki cynkowej. Jest to jednak proces kosztowny, przez co w niektórych przypadkach niewykonalny.
W ten sposób kadłuby statków i platform metalowych otrzymują metalowe bloki magnezowe, które zapobiegają utlenianiu żelaza. Magnez jest uważany za metal protektorowy i musi być wymieniany od czasu do czasu, gdy się zużyje.
Malowanie może również chronić metal przed utlenianiem, ale nie jest tak skuteczne.
Rdza
Przeczytaj także o Stal nierdzewna i Stopy metali.
Utlenianie w chemii organicznej
Oprócz metali utlenianie może również wystąpić z Węglowodory, szczególnie alkeny. Utlenianie organiczne ma cztery formy: spalanie, ozonoliza, łagodne utlenianie i utlenianie energetyczne.
Spalanie
TEN spalanie jest to reakcja chemiczna substancji z tlenem, której kulminacją jest produkcja światła i ciepła. Tlen nazywany jest utleniaczem. Paliwem jest substancja z węglem.
Tlen pełni funkcję utleniania paliwa, jest utleniaczem spalania.
Spalanie może być całkowite lub niekompletne. Poznaj różnicę między tymi dwoma sposobami:
- Całkowite spalanie: Występuje, gdy istnieje wystarczający dopływ tlenu. Pod koniec reakcji dwutlenek węgla (CO2) i wody (H2O).
- Niepełne spalanie: Nie ma wystarczającej ilości tlenu, tworzą się tlenek węgla (CO) i woda (H2O).
Ozonoliza
W tego typu reakcji ozon jest odczynnikiem, który powoduje utlenianie alkenów. Następuje zerwanie podwójnego wiązania alkenów i powstanie związków karbonylowych, takich jak aldehydy i ketony.
Reakcja ozonolizy
łagodne utlenianie
Łagodne utlenianie występuje, gdy środkiem utleniającym jest związek taki jak nadmanganian potasu (KMnO4), obecny w roztworze wodnym, rozcieńczonym i schłodzonym, obojętnym lub lekko zasadowym.
Ten rodzaj utleniania zachodzi za pomocą testu Baeyera, używanego do odróżnienia alkenów od izomerycznych cyklanów.
Łagodna reakcja utleniania
Utlenianie energii
W tego typu utlenianiu nadmanganian potasu znajduje się w cieplejszym i bardziej kwaśnym środowisku, dzięki czemu reakcja jest bardziej energetyczna. Energetyczne utleniacze mogą zerwać podwójne wiązanie alkenów.
W zależności od struktury alkenu mogą powstawać ketony i kwasy karboksylowe.
Reakcja utleniania energii
Chcieć wiedzieć więcej? Przeczytaj także o Elektrochemia.
