Reduktion (kemi) i, hvad den består og eksempler



den reduktion er alt den kemiske reaktion, hvor atomerne af en af ​​reaktanterne ender med at få elektroner; Hvad kan også ses på denne måde: Din elektroniske ledig stilling eller "ubehag" er reduceret. Et atom får elektroner, når en art donerer dem; det er det ruster.

Denne type reaktion kan ikke forekomme i sig selv: hvis en art accepterer elektronerne, skal en anden obligatorisk cede dem. Ellers ville det skabe noget fra ingenting, reducere atomer efter at have opnået elektroner fra vakuumet. Derfor er det en redox semirektion (reduktion / oxidation).

Et illustrativt eksempel på reduktionen, der kan vises i klasseværelser, er reaktionen mellem en kobbermetaloverflade og en vandig opløsning af sølvnitrat, AgNO3.

I opløsningen findes sølv som Ag kationer+, positivt ladet Disse, når de interagerer med overfladen af ​​kobber, formet som et juletræ, snu elektronerne fra kobberatomer. Når dette sker, erstatter kobber sølv i nitratsaltet; og som et resultat dannes kobbernitrat, Cu (NO)3)2.

Cu kationer2+ ved siden af ​​NO3- vend opløsningen blå; og sølv, hvidner juletræet som om det var dækket af sne.

indeks

  • 1 Hvad er reduktionen?
    • 1.1 Oxygen nummer
    • 1.2 Elektronegativt atom
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Reduktion i organisk kemi
    • 2.2 Ekstraktion af metaller
  • 3 referencer

Hvad er reduktionen?

I reduktionen er det allerede blevet sagt, at en art får elektroner. Hvordan kan dette verificeres i en kemisk ligning? For eksempel i ligningen af ​​reaktionen mellem Cu og AgNO3, Hvordan man ved, hvornår reduktionen sker? For at bekræfte dette er det nødvendigt at bestemme oxidationsnummeret eller tilstanden.

Elementerne i deres naturlige tilstande har pr. Definition en oxidationsstatus lig med nul, da det antages, at de ikke har tabt eller opnået elektroner. Således har faste metaller en nul oxidationstilstand. Således går sølv fra +1 (Ag+) til 0 (Ag). Ladningen af ​​en metalion er lig med dens oxidationstilstand.

På den anden side kom elektronerne fra kobber: går fra 0 (Cu) til +2 (Cu2+). Nitratanionen, NO3- det forbliver uændret, mens begge metaller bytter elektroner; derfor kan ligningen skrives som:

2AG+ + Cu => 2Ag + Cu2+

Bemærk at både ladninger og atomer er afbalancerede.

Dette er den kemiske reduktion: i gevinsten af ​​elektroner, der gør mindre positive oxidationstilstandene for de atomer, der får elektronerne.

Oxygen nummer

Oxygener er meget elektronegative og oxiderende atomer, så når et atom danner forbindelser med dem (såsom oxider), har de positive oxidationstilstande. Jo større antallet af oxygener interagerer med atomet, desto mere positivt vil dets oxidationstilstand være; eller hvad er det samme, er mere rusten.

Når en forbindelse har færre oxygenatomer, siges det derfor at være mindre oxideret; det vil sige at atomet mister mindre elektroner.

Et klassisk eksempel kan ses i carbonmonoxid og dioxid. For CO har carbon en oxidationstilstand på +2; mens for CO2, dets oxidationstilstand er +4.

Så hvis CO er i en reaktion2 omdannes til CO, siges det, at der sker en reduktion; da kulstof nu interagerer med et oxygen og ikke to. Til den modsatte reaktion bliver CO CO2, der er tale om kulsyreoxidering.

Dette gælder for alle atomer, især metaller i deres metaloxider; for eksempel CrO2 (Cr4+) og CrO3 (Cr6+).

I kemiske ligninger hvor en art mister ilt, mens de andre arter vinder det, siges der en oxygenoverførsel.

Elektronegative atom

Du kan altid afgøre, om der var en reduktion ved at ændre oxidationstilstanden til en mindre positiv værdi. Som netop forklaret, er en hurtig måde at bemærke det på uden at foretage beregningerne selv at se om der er et fald i oxygenatomerne i en forbindelse.

Det samme kan ske med ethvert andet atom, der er mere electronegative end det atom, der vinder eller taber elektronerne.

For eksempel, hvis CF4 reagerer på en sådan måde, at det bliver CH4, det siges så, at der er sket en reduktion; da fluor er meget mere elektronegativ end hydrogenatomet. Som følge heraf bliver kulstof mindre oxideret i CH4 end i CF4, hvad der er lig med at sige, at det er blevet reduceret.

eksempler

Reduktion i organisk kemi

CF-eksemplet4 og CH4 det afspejler, hvad der sker i organiske reaktioner, hvor reduktionen af ​​partiell ladning af et atom betragtes som en elektronisk gevinst. Dette gælder meget, når man overvejer reduktionen af ​​iltede funktionelle grupper.

For eksempel overveje grupperne ROH, RCHO og COOH. Den første svarer til alkoholer, hvor carbon er bundet til oxygen (C-OH); den anden er aldehydgruppen, hvor carbonet danner en dobbeltbinding med oxygen og er også forbundet med et hydrogen (C = O-H); og den tredje er carboxylgruppen.

I carboxylgruppen danner carbonet en dobbeltbinding med en O og en simpel binding med en anden O (HO-C = O).

Derfor sker en reduktion, hvis en carboxylsyre omdannes til en alkohol:

RCOOH => ROH

Ekstraktion af metaller

Kemisk reduktion er ekstremt vigtig i processerne til udvinding af metaller fra deres mineraler. Nogle af reaktionerne er:

HgS + O2 => Hg + SO2

Kviksølvsulfid reduceres til metallisk kviksølv.

Cu2S + O2 => 2Cu + SO2

Kobbersulfid reduceres til metallisk kobber.

2ZnS + 3O2 => 2ZnO + 2SO2

ZnO + C => Zn + CO (bemærk overførslen af ​​O)

Zinksulfid reduceres først til dets monoxid og derefter til dets metalliske form.

tro2O3 + 3CO => 2Fe + 3CO2

Ferrioxid reduceres til metallisk jern.

WO3 + 3H2 => W + 3H2O

Og wolframtrioxid reduceres til metallisk wolfram.

Som en øvelse kan du bestemme oxidationsnummeret for metalet, før det reduceres.

referencer

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning.
  2. Kemi LibreTexts. (9. december 2018). Oxidations-reduktionsreaktioner. Hentet fra: chem.libretexts.org
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. juli 2018). Definitionen af ​​reduktion i kemi. Hentet fra: thoughtco.com
  4. Hultzman R. (2019). Reduktion i kemi: Definition og oversigt. Undersøgelse. Hentet fra: study.com
  5. Clark J. (2013). Definitioner af oxidation og reduktion (redox). Hentet fra: chemguide.co.uk
  6. Tutor Vista. (N.D.). Reduktionsreaktion. Hentet fra: chemistry.tutorvista.com