REDUKSJON (KJEMI): HVA DEN BESTÅR AV OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

Den Reduksjonen er alt det kjemisk reaksjon hvor atomene i en av reaktantene ender opp med å få elektroner; Hva kan også sees på denne måten: din ledige stilling eller elektroniske "ubehag" reduseres. Et atom får elektroner når en art donerer dem; det vil si, det ruster.

Denne typen reaksjoner kan ikke skje av seg selv: hvis en art aksepterer elektronene, må en annen nødvendigvis gi dem opp. Ellers ville det bli skapt materie fra ingenting, og redusert atomene etter å ha fått elektroner fra vakuumet. Derfor er det en redoks (reduksjon / oksidasjon) halvreaksjon.

Reduksjon av sølvtreet. Kilde: Gabriel Bolívar.

Et illustrerende eksempel på reduksjonen som kan vises i klasserom, er reaksjonen mellom en metallisk overflate av kobber og en vandig løsning av sølvnitrat, AgNO ₃ .

I løsning finnes sølv som positivt ladede Ag ⁺ -kationer . Disse, ved å samhandle med overflaten av kobberet, formet som et juletre, snapper elektronene fra kobberatomene. Når dette skjer erstatter kobber sølv i nitratsaltet; og som et resultat _dannes kobbernitrat, Cu (NO ₃ ) ₂ .

Cu ²⁺ kationer sammen med NO ₃ ^- vend løsningen blåaktig; og sølv, lyser juletreet ut som om dekket med snø.

Hva er reduksjonen?

Som reduksjon er det allerede blitt sagt at en art får elektroner. Hvordan kan dette verifiseres i en kjemisk ligning? For eksempel, i ligningen for reaksjonen mellom Cu og AgNO ₃ , hvordan vet du når reduksjonen skjer? For å verifisere dette, er det nødvendig å bestemme oksidasjonsnummer eller -tilstand.

Elementene i deres naturlige tilstander har per definisjon en oksidasjonstilstand lik null, siden det antas at de verken har mistet eller fått elektroner. Dermed har faste metaller null oksidasjonstilstand. Dermed går sølv fra +1 (Ag ⁺ ) til 0 (Ag). Ladningen av et metallion er lik dens oksidasjonstilstand.

På den annen side kom elektronene fra kobber: går fra 0 (Cu) til +2 (Cu ²⁺ ). Nitratanionen, NO ₃ ^- forblir uendret mens begge metaller bytter elektron; derfor kan ligningen skrives som:

2Ag ⁺ + Cu => 2Ag + Cu ²⁺

Legg merke til at både ladningene og atomene er balanserte.

Dette er hva kjemisk reduksjon består av: i gevinsten av elektroner som gjør at oksidasjonstilstandene til atomene er mindre positive enn elektronene.

Oksygennummer

Oksygener er veldig elektronegative og oksiderende atomer, så når et atom danner forbindelser med seg (som oksider), har de positive oksidasjonstilstander. Jo større antall oksygener som interagerer med atomet, jo mer positiv er oksydasjonstilstanden. eller hva som er det samme, er mer rusten.

Når en forbindelse har færre oksygenatomer, sies det derfor å være mindre oksidert; det vil si at atomet mister færre elektroner.

Et klassisk eksempel kan sees i karbonmonoksid og karbondioksid. For CO har karbon en oksidasjonstilstand på +2; mens CO ₂ er oksidasjonstilstanden +4.

Så hvis CO ₂ i en reaksjon transformeres til CO, sies en reduksjon å oppstå; siden samsvarer nå karbon med ett oksygen og ikke to. For den motsatte reaksjonen, CO som transformerer til CO ₂ , snakker vi om en oksidasjon av karbon.

Dette gjelder alle atomer, spesielt metaller i metalloksydene deres; for eksempel CrO ₂ (Cr ⁴⁺ ) og CrO ₃ (Cr ⁶⁺ ).

I kjemiske ligninger der den ene arten mister oksygen mens den andre arten vinner den, sies det at en oksygenoverføring skjer.

Elektronegativt atom

Du kan alltid bestemme om det var en reduksjon ved å endre oksidasjonstilstanden til en mindre positiv verdi. Som nettopp forklart, en rask måte å fortelle uten å gjøre matematikk en gang, er å observere om det er en nedgang i oksygenatomer i en forbindelse.

Det samme kan skje med alle andre atom som er mer elektronegative enn atomet som får eller mister elektroner.

For eksempel, hvis CF ₄ reagerer på en slik måte at det blir CH ₄ , sies en reduksjon å ha skjedd; siden fluor er mye mer elektronegativt enn hydrogenatom. Som et resultat er karbon mindre oksydert i CH ₄ enn i CF ₄ , som er det samme som å si at det har blitt redusert.

eksempler

Reduksjon i organisk kjemi

Eksemplet med CF ₄ og CH ₄ viser hva som skjer i organiske reaksjoner, hvor reduksjonen av delvis ladning av et atom er ansett som en elektronisk forsterkning. Dette gjelder mye når man vurderer reduksjon av oksygenerte funksjonelle grupper.

Tenk for eksempel på gruppene ROH, RCHO og COOH. Den første tilsvarer alkoholer, der karbon binder seg med oksygen (C-OH); den andre er aldehydgruppen, der karbon danner en dobbeltbinding med oksygen og også er bundet til hydrogen (C = OH); og den tredje er karboksylgruppen.

I karboksylgruppen danner karbon en dobbeltbinding med en O, og en enkeltbinding med en annen O (HO-C = O).

Derfor skjer en reduksjon hvis en karboksylsyre omdannes til en alkohol:

RCOOH => ROH

Metallutvinning

Kjemisk reduksjon er ekstremt viktig i prosessene for å trekke ut metaller fra mineralene deres. Noen av reaksjonene er:

HgS + O ₂ => Hg + SO ₂

Kvikksølvsulfid reduseres til metallisk kvikksølv.

Cu ₂ S + O ₂ => ₂ Cu + SO ₂

Kobbersulfid reduseres til metallisk kobber.

2ZnS + 3O ₂ => 2ZnO + 2SO ₂

ZnO + C => Zn + CO (merk overføringen av O)

Sinksulfid reduseres først til dets monoksid og deretter til dets metalliske form.

Fe ₂ O ₃ + 3CO => 2Fe + 3CO ₂

Jernoksid reduseres til metallisk jern.

WO ₃ + 3H ₂ => W + 3H ₂ O

Og wolframtrioksid reduseres til metallisk wolfram.

Som en øvelse kan oksidasjonsnummeret på metallet bestemmes før det reduseres.

referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
2. Kjemi LibreTexts. (9. desember 2018). Oksidasjonsreduksjonsreaksjoner. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. juli 2018). Definisjonen av reduksjon i kjemi. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
4. Hultzman R. (2019). Reduksjon i kjemi: Definisjon og oversikt. Studere. Gjenopprettet fra: study.com
5. Clark J. (2013). Definisjoner av oksidasjon og reduksjon (redoks). Gjenopprettet fra: chemguide.co.uk
6. Tutor View. (SF). Reduksjonsreaksjon. Gjenopprettet fra: chemistry.tutorvista.com