Definicija in primer oksidacije v kemiji

Kaj pomeni oksidacija (nove in stare definicije)

V tem primeru oksidacije se atomi cinka v elektrodi raztopijo v kislini, pri čemer izgubijo elektrone in tvorijo katione. Dorling Kindersley / Getty Images

Dve ključni vrsti kemičnih reakcij sta oksidacija in redukcija. Oksidacija nima nujno nobene zveze s kisikom. Evo, kaj to pomeni in kako je povezano z zmanjšanjem.

Ključni zaključki: Oksidacija v kemiji

• Do oksidacije pride, ko atom, molekula ali ion izgubi enega ali več elektronov v kemični reakciji.
• Ko pride do oksidacije, se oksidacijsko stanje kemične vrste poveča.
• Oksidacija ne vključuje nujno kisika! Prvotno je bil izraz uporabljen, ko je kisik povzročil izgubo elektronov v reakciji. Sodobna definicija je bolj splošna.

Definicija oksidacije

Oksidacija je izguba elektroni med reakcijo a molekula , atom oz ion .
Do oksidacije pride, ko oksidacijsko stanje molekule, atoma ali iona se poveča. Nasprotni proces se imenuje zmanjšanje , ki se pojavi, ko pride do pridobitve elektronov ali zmanjšanja oksidacijskega stanja atoma, molekule ali iona.

Primer reakcije je reakcija med nastankom plina vodika in fluora fluorovodikova kislina :

H_dva+ F_dva→ 2 HF

Pri tej reakciji vodik oksidira in fluor reducira. Reakcijo lahko bolje razumemo, če jo zapišemo v obliki dveh pol-reakcij.

H_dva→ 2 H⁺+ 2 in^-

F_dva+ 2 in^-→ 2 F^-

Upoštevajte, da v tej reakciji nikjer ni kisika!

Zgodovinska definicija oksidacije, ki vključuje kisik

Starejši pomen oksidacije je bil, ko kisik je bil dodan v a spojina . To je bilo zato, ker je plin kisik (O_dva) je bilo prvo znano oksidacijsko sredstvo. Medtem ko dodajanje kisika spojini običajno ustreza merilom izgube elektronov in povečanja oksidacijskega stanja, je bila definicija oksidacije razširjena, da vključuje druge vrste kemičnih reakcij.

Klasičen primer stare definicije oksidacije je, ko se železo združi s kisikom, da nastane železov oksid ali rje. Železo naj bi oksidiralo v rjo. Kemična reakcija je:

2 Fe + O_dva→ Vera_dvaO₃

Kovinsko železo se oksidira, da nastane železov oksid, znan kot rja.

Elektrokemične reakcije so odlični primeri oksidacijskih reakcij. Ko bakreno žico damo v raztopino, ki vsebuje srebrove ione, se elektroni prenesejo iz kovine bakra na srebrove ione. Kovina bakra je oksidirana. Srebrni kovinski brki rastejo na bakreni žici, medtem ko se bakrovi ioni sproščajo v raztopino.

z( s ) + 2 Ag⁺( aq ) → Z²⁺( aq ) + 2 At( s )

Drug primer oksidacije, kjer se element združi s kisikom, je reakcija med kovinskim magnezijem in kisikom, da nastane magnezijev oksid. Veliko kovin oksidira, zato je koristno prepoznati obliko enačbe:

2 Mg (s) + O_dva(g) → 2 MgO (s)

Oksidacija in redukcija potekata skupaj (redoks reakcije)

Ko je bil elektron odkrit in je bilo mogoče razložiti kemične reakcije, so znanstveniki ugotovili, da se oksidacija in redukcija odvijata skupaj, pri čemer ena vrsta izgubi elektrone (oksidira), druga pa pridobi elektrone (reducira). Vrsta kemijske reakcije, pri kateri pride do oksidacije in redukcije, se imenuje redoks reakcija, kar pomeni redukcija-oksidacija.

Oksidacijo kovine s plinom kisikom bi potem lahko razložili tako, da kovinski atom izgubi elektrone, da tvori kation (ki se oksidira), pri čemer molekula kisika pridobi elektrone, da tvori kisikove anione. V primeru magnezija, na primer, bi lahko reakcijo prepisali kot:

2 Mg + O_dva→ 2 [Mg²⁺][O^dva-]

sestavljen iz naslednjih pol-reakcij:

Mg → Mg²⁺+ 2 in^-

O_dva+ 4 in^-→ 2 O^dva-

Zgodovinska definicija oksidacije, ki vključuje vodik

Oksidacija, pri kateri sodeluje kisik, je po sodobni definiciji pojma še vedno oksidacija. Vendar pa obstaja še ena stara definicija, ki vključuje vodik, ki jo lahko srečate v besedilih o organski kemiji. Ta definicija je nasprotna definiciji kisika, zato lahko povzroči zmedo. Kljub temu se je dobro zavedati. Po tej definiciji je oksidacija izguba vodika, redukcija pa pridobivanje vodika.

Na primer, v skladu s to definicijo, ko etanol oksidira v etanal:

CH₃CH_dvaOH → CH₃DAJ

Etanol velja za oksidiranega, ker izgublja vodik. Če obrnemo enačbo, lahko etanal reduciramo z dodajanjem vodika, da nastane etanol.

Uporaba OIL RIG za zapomnitev oksidacije in redukcije

Ne pozabite torej, da se sodobna definicija oksidacije in redukcije nanaša na elektrone (ne na kisik ali vodik). Eden od načinov, kako si zapomniti, katera vrsta je oksidirana in katera reducirana, je uporaba OIL RIG. OIL RIG pomeni Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

Viri

• Haustein, Catherine Hinga (2014). K. Lee Lerner in Brenda Wilmoth Lerner (ur.). Oksidacijsko-redukcijska reakcija. Enciklopedija znanosti Gale (5. izdaja). Farmington Hills, MI: Gale Group.
• Hudlický, Miloš (1990). Oksidacije v organski kemiji . Washington, D.C.: Ameriško kemijsko društvo. str. 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.