Plik zmniejszenie To wszystko ta reakcja chemiczna, w której atomy jednego z reagentów otrzymują w końcu elektrony; Co można również zobaczyć w ten sposób: zmniejsza się wakat lub elektroniczny „dyskomfort”. Atom zyskuje elektrony, kiedy gatunek je przekazuje; to znaczy, że rdzewieje.
Ten typ reakcji nie może nastąpić samoczynnie: jeśli jeden gatunek przyjmie elektrony, inny musi koniecznie z nich zrezygnować. W przeciwnym razie materia powstawałaby z niczego, redukując atomy po uzyskaniu elektronów z próżni. Dlatego jest to pół reakcja redoks (redukcja / utlenianie).
Ilustrującym przykładem redukcji, którą można wykazać w salach lekcyjnych, jest reakcja pomiędzy metaliczną powierzchnią miedzi a wodnym roztworem azotanu srebra AgNO.3.
W roztworze srebro występuje w postaci kationów Ag+, pozytywnie naładowany. Te, wchodząc w interakcję z powierzchnią miedzi w kształcie choinki, wyrywają elektrony z atomów miedzi. W takim przypadku miedź zastępuje srebro w soli azotanowej; iw rezultacie azotan miedzi, Cu (NO3)dwa.
Kationy Cudwa+ obok NO3- zmień roztwór na niebieskawy; i srebro wybiela choinkę, jakby przykrywała ją śniegiem.
Indeks artykułów
W redukcji powiedziano już, że gatunek zyskuje elektrony. Jak można to zweryfikować w równaniu chemicznym? Na przykład w równaniu reakcji między Cu i AgNO3, Skąd wiedzieć, kiedy nastąpi redukcja? Aby to zweryfikować, konieczne jest określenie liczby lub stopnia utlenienia.
Pierwiastki w stanie naturalnym mają z definicji stopień utlenienia równy zero, ponieważ zakłada się, że ani nie utraciły, ani nie zyskały elektronów. Zatem metale stałe mają zerowy stopień utlenienia. W ten sposób srebro idzie od +1 (Ag+) do 0 (Ag). Ładunek jonu metalu jest równy jego stopniowi utlenienia.
Z drugiej strony elektrony pochodziły z miedzi: przechodząc od 0 (Cu) do +2 (Cudwa+). Anion azotanowy, NIE3- pozostaje niezmieniona, podczas gdy oba metale wymieniają elektrony; dlatego równanie można zapisać jako:
2Ag+ + Cu => 2Ag + Cudwa+
Zauważ, że zarówno ładunki, jak i atomy są zrównoważone..
Na tym polega redukcja chemiczna: na zdobyciu elektronów, które powodują, że stany utlenienia atomów są mniej dodatnie niż elektronów..
Tlenki są atomami bardzo elektroujemnymi i utleniającymi, więc gdy atom tworzy z nimi związki (np. Tlenki), mają one dodatnie stany utlenienia. Im większa liczba atomów oddziałujących z atomem, tym bardziej dodatni będzie jego stopień utlenienia; lub co jest takie samo, jest bardziej zardzewiały.
Dlatego, gdy związek ma mniej atomów tlenu, mówi się, że jest mniej utleniony; to znaczy atom traci mniej elektronów.
Klasyczny przykład można zobaczyć w przypadku tlenku węgla i dwutlenku węgla. W przypadku CO węgiel ma stopień utlenienia +2; podczas gdy dla COdwa, jej stopień utlenienia wynosi +4.
Tak więc, jeśli w reakcji COdwa przekształca się w CO, mówi się, że występuje redukcja; ponieważ węgiel oddziałuje teraz z jednym tlenem, a nie z dwoma. W przypadku reakcji odwrotnej CO przekształca się w COdwa, mówi się o utlenianiu węgla.
Dotyczy to wszystkich atomów, zwłaszcza metali w ich tlenkach metali; na przykład CrOdwa (Cr4+) i CrO3 (Cr6+).
W równaniach chemicznych, w których jeden gatunek traci tlen, podczas gdy drugi go zyskuje, mówi się, że zachodzi transfer tlenu.
Zawsze można określić, czy nastąpiła redukcja, zmieniając stopień utlenienia na mniej dodatnią wartość. Jak już wyjaśniono, szybkim sposobem zauważenia, nawet bez wykonywania obliczeń matematycznych, jest obserwacja, czy następuje spadek liczby atomów tlenu w związku..
To samo może się zdarzyć z każdym innym atomem, który jest bardziej elektroujemny niż atom, który zyskuje lub traci elektrony.
Na przykład, jeśli plik CF4 reaguje w taki sposób, że staje się CH4, mówi się wtedy, że nastąpiła redukcja; ponieważ fluor jest znacznie bardziej elektroujemny niż atom wodoru. W rezultacie węgiel jest mniej utleniany w CH4 że w CF4, co jest równoznaczne ze stwierdzeniem, że zostało zmniejszone.
Przykład CF4 i CH4 odzwierciedla to, co dzieje się w reakcjach organicznych, w których zmniejszenie częściowego ładunku atomu jest traktowane jako zysk elektronowy. Ma to duże znaczenie, jeśli chodzi o redukcję utlenionych grup funkcyjnych..
Weźmy na przykład pod uwagę grupy ROH, RCHO i COOH. Pierwsza odnosi się do alkoholi, w których węgiel wiąże się z tlenem (C-OH); druga to grupa aldehydowa, w której węgiel tworzy podwójne wiązanie z tlenem, a także jest związany z wodorem (C = O-H); a trzecia to grupa karboksylowa.
W grupie karboksylowej węgiel tworzy podwójne wiązanie z jednym O i pojedyncze wiązanie z innym O (HO-C = O).
Dlatego redukcja występuje, gdy kwas karboksylowy przekształca się w alkohol:
RCOOH => ROH
Redukcja chemiczna jest niezwykle ważna w procesach wydobywania metali z ich minerałów. Oto niektóre reakcje:
HgS + Odwa => Hg + SOdwa
Siarczek rtęci jest redukowany do rtęci metalicznej.
CudwaS + Odwa => 2Cu + SOdwa
Siarczek miedzi jest redukowany do metalicznej miedzi.
2ZnS + 3Odwa => 2ZnO + 2SOdwa
ZnO + C => Zn + CO (zwróć uwagę na transfer O)
Siarczek cynku jest najpierw redukowany do tlenku, a następnie do postaci metalicznej.
WiaradwaLUB3 + 3CO => 2Fe + 3COdwa
Tlenek żelaza zostaje zredukowany do metalicznego żelaza.
WO3 + 3Hdwa => W + 3HdwaLUB
A trójtlenek wolframu jest redukowany do metalicznego wolframu.
W ramach ćwiczenia można określić stopień utlenienia metalu, zanim zostanie on zredukowany.
Jeszcze bez komentarzy