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
คิวปริกไอออน (Cu2+) ผ่านการรีดิวซ์และทำให้ทองแดงเกิดการออกซิไดซ์จึงเป็นตัวออกซิไดซ์ เลขออกซิเดชัน (nox) ของมันลดลงจาก +2 เป็น 0 เนื่องจากได้รับอิเล็กตรอน 2 ตัวและกลายเป็นทองแดงที่เป็นโลหะซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า
ตัวอย่างอื่น ๆ ของปฏิกิริยารีดอกซ์ในชีวิตประจำวัน ได้แก่
การเผาไหม้ก๊าซมีเทน
CH4(ก.) + 2O2(ก.) → CO2(ก.) + 2H2อู๋(v)
การสังเคราะห์ด้วยแสง
6CO2(ก.) + 6H2อู๋(v) → C6ชม12อู๋6(ที่นี่) + 6O2(ก.)
การกัดกร่อนของเหล็ก
2Fe(ส) + 3/4O2(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
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
ทางเลือกที่ไม่ถูกต้อง: d) การวางตัวเป็นกลาง
ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางคือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างกรดกับเบส ส่งผลให้เกิดเกลือและน้ำ ตัวอย่างเช่น:
NaOH + HCl → NaCl + H2อู๋
ตัวอย่างของปฏิกิริยารีดอกซ์คือ:
การเผาไหม้ก๊าซมีเทน
CH4(ก.) + 2O2(ก.) → CO2(ก.) + 2H2อู๋(v)
การสังเคราะห์ด้วยแสง
6CO2(ก.) + 6H2อู๋(v) → C6ชม12อู๋6(ที่นี่) + 6O2(ก.)
การกัดกร่อนของเหล็ก
2Fe(ส) + 3/4O2(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) + โฮ2(ก.)
ตอบกลับ:
ในปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยาที่เกิดออกซิเดชันคือตัวรีดิวซ์และปฏิกิริยารีดอกซ์คือตัวออกซิไดซ์
ฉัน. สังกะสี0(ส) + ตูด2+(ที่นี่) → Zn2+(ที่นี่) + ตูด0(ส)
ตัวออกซิไดซ์: ทองแดง (Cu)
ตัวรีดิวซ์: สังกะสี (Zn)
ครั้งที่สอง ตูด2+(ที่นี่) + โฮ2(ช) → 2H+(ที่นี่) + ตูด(ส)
ตัวออกซิไดซ์: ทองแดง (Cu)
ตัวรีดิวซ์: ไฮโดรเจน (H)
สาม. สังกะสี(ส) + 2H+(ที่นี่) → Zn2+(ที่นี่) + โฮ2(ช)
ตัวออกซิไดซ์: ไฮโดรเจน (H)
ตัวรีดิวซ์: สังกะสี (Zn)
ได้รับความรู้เพิ่มเติมด้วยเนื้อหา:
- กองคืออะไร?
- เคมีไฟฟ้า
- อิเล็กโทรลิซิส
การอ้างอิงบรรณานุกรม
ฟอนเซกา, เอ็ม. ร. เอ็ม เคมี 2. 1. เอ็ด เซาเปาโล: Attica, 2013.
ซานโตส, WLP; MOL, จี.เอส. เคมีพลเมือง 3 2. เอ็ด เซาเปาโล: Editora AJS, 2013.
ยูเอสเบอร์โค, เจ. เชื่อมต่อเคมี 2: เคมี - 2. เอ็ด เซาเปาโล: Saraiva, 2014.