การเกิดออกซิเดชันและการลดลง: มันคืออะไร ตัวอย่างและแบบฝึกหัด

เธ ออกซิเดชัน และ การลดน้อยลง คือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเมื่อมี a การถ่ายโอนอิเล็กตรอน ระหว่างสารเคมีชนิดต่างๆ พวกมันเป็นปฏิกิริยาที่ตรงกันข้าม: ในการเกิดออกซิเดชันมีการสูญเสียอิเล็กตรอนและการลดลงจะได้รับอิเล็กตรอน

กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน เพราะเมื่อสารให้อิเล็กตรอนกับอีกตัวหนึ่ง สารนั้นจะถูกออกซิไดซ์ ในขณะที่สารที่ได้รับอิเล็กตรอนจะลดลง

เมื่อสารออกซิไดซ์จะทำให้สปีชีส์อื่นลดลง จึงเป็นที่มาของชื่อรีดิวซ์ ในทำนองเดียวกัน สารหนึ่งลดลงเนื่องจากการออกซิเดชันของอีกสารหนึ่งและด้วยเหตุนี้จึงเป็นตัวออกซิไดซ์

ปฏิกิริยาออกซิเดชันและการรีดักชันแสดงให้เห็นโดยการเปลี่ยนแปลงของเลขออกซิเดชัน (nox) ของสปีชีส์ที่เกี่ยวข้อง

โดยทั่วไป ปฏิกิริยาที่แสดงการเกิดออกซิเดชันและการรีดิวซ์สามารถแสดงได้โดย:

A + B⁺ → เอ⁺ + บี

ที่ไหน,

A: สารที่ถูกออกซิไดซ์ สูญเสียอิเล็กตรอน เพิ่มมูลค่า และเป็นตัวรีดิวซ์
B: สารที่ผ่านการรีดิวซ์ รับอิเล็กตรอน ลดการเกิดออกซิเดชัน และเป็นตัวออกซิไดซ์

ตัวอย่างของการเกิดออกซิเดชันและการรีดิวซ์

ดูภาพต่อไปนี้สำหรับตัวอย่างสมการเคมีรีดอกซ์

สังกะสีโลหะผ่าน ออกซิเดชัน และทำให้เกิดการลดลงของทองแดงจึงเป็นตัวรีดิวซ์ เลขออกซิเดชัน (nox) ของมันเพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น +2 เพราะสูญเสียอิเล็กตรอนไป 2 ตัว

instagram story viewer

คิวปริกไอออน (Cu²⁺) ผ่านการรีดิวซ์และทำให้ทองแดงเกิดการออกซิไดซ์จึงเป็นตัวออกซิไดซ์ เลขออกซิเดชัน (nox) ของมันลดลงจาก +2 เป็น 0 เนื่องจากได้รับอิเล็กตรอน 2 ตัวและกลายเป็นทองแดงที่เป็นโลหะซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า

ตัวอย่างอื่น ๆ ของปฏิกิริยารีดอกซ์ในชีวิตประจำวัน ได้แก่

การเผาไหม้ก๊าซมีเทน
CH_4(ก.) + 2O_2(ก.) → CO_2(ก.) + 2H₂อู๋_(v)

การสังเคราะห์ด้วยแสง
6CO_2(ก.) + 6H₂อู๋_(v) → C₆ชม₁₂อู๋_{6(ที่นี่)} + 6O_2(ก.)

การกัดกร่อนของเหล็ก
2Fe_(ส) + 3/4O_2(ก.) + 3 ชั่วโมง₂อู๋_(v)→ 2Fe (OH)_3(s)(สนิมเฟ₂อู๋₃.3H₂อ)

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ เลขออกซิเดชัน (nox).

ปฏิกิริยาออกซิเดชันและการรีดักชันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

สมการของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกี่ยวข้องกับทองแดงและสังกะสีสามารถแสดงเป็นครึ่งปฏิกิริยาดังที่แสดงด้านล่าง

ปฏิกิริยาครึ่งออกซิเดชัน: Zn⁰_(ส) → 2e^- + Zn²⁺_{(ที่นี่)}
ลดครึ่งปฏิกิริยา: ตูด²⁺_{(ที่นี่)}+ 2e^- → ตูด⁰_(ส)
สมการโลก: Zn⁰_(ส)+ ตูด²⁺_{(ที่นี่)}→ Zn²⁺_{(ที่นี่)} + ตูด⁰_(ส)

การถ่ายโอนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นตามศักยภาพการลดลงของสปีชีส์ที่เกี่ยวข้อง ส่วนประกอบที่มีศักยภาพในการลดต่ำที่สุดมีแนวโน้มที่จะบริจาคอิเล็กตรอน ในขณะที่ส่วนประกอบที่มีศักยภาพสูงสุดจะได้รับอิเล็กตรอน

ตัวอย่างเช่น สังกะสีมีศักยภาพการรีดิวซ์ที่ -0.76V ในขณะที่ทองแดงมีศักยภาพการรีดิวซ์ที่ +0.34V ดังนั้น สังกะสี เพราะมีศักยภาพในการรีดิวซ์ต่ำกว่า เป็นตัวรีดิวซ์ที่ดีกว่าและส่งเสริมการรีดิวซ์ ทองแดงซึ่งมีศักยภาพในการรีดิวซ์สูงกว่าจึงได้รับอิเล็กตรอนและทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของสังกะสี

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ปฏิกิริยารีดอกซ์.

แบบฝึกหัดเกี่ยวกับการเกิดออกซิเดชันและการลดลง

ใช้คำถามต่อไปนี้เพื่อทดสอบความรู้ของคุณเกี่ยวกับสิ่งที่คุณได้เรียนรู้ในข้อนี้

คำถามที่ 1

เกี่ยวกับปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน ถูกต้องที่จะระบุว่า

ก) การเพิ่มขึ้นของ nox ของสายพันธุ์เคมีบ่งชี้ว่ามีการลดลง
ข) สารที่สูญเสียอิเล็กตรอนไปเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและเป็นตัวออกซิไดซ์
c) ในปฏิกิริยารีดอกซ์ อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอน
d) สารที่ได้รับอิเล็กตรอนจะลดลงและเป็นตัวรีดิวซ์
จ) การลดลงของ nox ของสายพันธุ์เคมีบ่งชี้ว่าได้ผ่านกระบวนการออกซิเดชันแล้ว

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: c) ในปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน การถ่ายโอนอิเล็กตรอนจะเกิดขึ้น

ในปฏิกิริยารีดอกซ์ อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอน

สารที่ได้รับอิเล็กตรอนจะถูกรีดักชันและเป็นตัวออกซิไดซ์ การลดลงของ nox ของสารเคมีชนิดต่างๆ แสดงว่าลดลงแล้ว

สารที่สูญเสียอิเล็กตรอนจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและเป็นตัวรีดิวซ์ การเพิ่มขึ้นของ nox ของสารเคมีบ่งชี้ว่าได้ผ่านการเกิดออกซิเดชันแล้ว

คำถาม2

ตัวอย่างปฏิกิริยารีดอกซ์ในชีวิตประจำวัน ยกเว้น

ก) การกัดกร่อน
b) การเผาไหม้
ค) การสังเคราะห์ด้วยแสง
ง) การวางตัวเป็นกลาง

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ไม่ถูกต้อง: d) การวางตัวเป็นกลาง

ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางคือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างกรดกับเบส ส่งผลให้เกิดเกลือและน้ำ ตัวอย่างเช่น:

NaOH + HCl → NaCl + H₂อู๋

ตัวอย่างของปฏิกิริยารีดอกซ์คือ:

การเผาไหม้ก๊าซมีเทน

CH_4(ก.) + 2O_2(ก.) → CO_2(ก.) + 2H₂อู๋_(v)

การสังเคราะห์ด้วยแสง

6CO_2(ก.) + 6H₂อู๋_(v) → C₆ชม₁₂อู๋_{6(ที่นี่)} + 6O_2(ก.)

การกัดกร่อนของเหล็ก

2Fe_(ส) + 3/4O_2(ก.) + 3 ชั่วโมง₂อู๋_(v)→ 2Fe (OH)_3(s)

คำถาม 3

สังเกตปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์ต่อไปนี้ และระบุว่าตัวใดเป็นตัวออกซิไดซ์และรีดิวซ์

ฉัน. สังกะสี⁰_(ส) + ตูด²⁺_{(ที่นี่)}→ Zn²⁺_{(ที่นี่)} + ตูด⁰_(ส)
ครั้งที่สอง ตูด²⁺_{(ที่นี่)} + โฮ²_(ช) → 2H⁺_{(ที่นี่)} + ตูด_(ส)
สาม. สังกะสี_(ส) + 2H⁺_{(ที่นี่)} → Zn²⁺_{(ที่นี่)} + โฮ_2(ก.)