Oksidācijas reakcija pret reducēšanās reakciju
Oksidācijas un reducēšanās reakcijas ir savstarpēji saistītas. Ja viena viela tiek oksidēta, cita viela samazinās. Tādēļ šīs reakcijas ir kopīgi pazīstamas kā redoksreakcijas.
Oksidācijas reakcija
Sākotnēji oksidēšanās reakcijas tika identificētas kā reakcijas, kurās piedalās skābekļa gāze. Šeit skābeklis apvienojas ar citu molekulu, iegūstot oksīdu. Šajā reakcijā skābeklis tiek reducēts un otra viela oksidējas. Tāpēc, galvenokārt, oksidēšanās reakcija ir skābekļa pievienošana citai vielai. Piemēram, šādā reakcijā ūdeņradis tiek oksidēts, un tāpēc ūdeņradi veidojošajam ūdenim pievieno skābekļa atomu.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Vēl viens veids, kā aprakstīt oksidēšanu, ir ūdeņraža zudums. Ir daži gadījumi, kad ir grūti raksturot oksidēšanu kā skābekļa pievienošanu. Piemēram, nākamajā reakcijā skābeklis ir pievienots gan ogleklim, gan ūdeņradim, bet tikai ogleklis ir oksidējies. Šajā gadījumā oksidāciju var raksturot, sakot, ka tas ir ūdeņraža zudums. Tā kā, ražojot oglekļa dioksīdu, ūdeņraži ir atdalījušies no metāna, tur esošais ogleklis ir oksidēts.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Vēl viena alternatīva pieeja oksidācijas aprakstam ir elektronu zaudēšana. Šo pieeju var izmantot, lai izskaidrotu ķīmiskās reakcijas, kur mēs nevaram redzēt oksīda veidošanos vai ūdeņraža zudumu. Tātad, pat ja nav skābekļa, mēs varam izskaidrot oksidēšanu, izmantojot šo pieeju. Piemēram, šajā reakcijā magnijs ir pārveidojies par magnija joniem. Tā kā magnijs ir zaudējis divus elektronus, tas ir oksidējies, un hlora gāze ir oksidētājs.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Oksidācijas stāvoklis palīdz identificēt atomus, kuri ir oksidējušies. Saskaņā ar IUPAC definīciju oksidācijas stāvoklis ir “vielas atoma oksidācijas pakāpes mērs. To definē kā lādiņu, kādu varētu iedomāties atoms.” Oksidācijas stāvoklis ir vesels skaitlis, un tas var būt pozitīvs, negatīvs vai nulle. Ķīmiskās reakcijas laikā atoma oksidācijas stāvoklis tiek mainīts. Ja oksidācijas pakāpe palielinās, tad tiek uzskatīts, ka atoms ir oksidēts. Tāpat kā iepriekšminētajā reakcijā, magnijam ir nulle oksidācijas stāvokļa, un magnija jonam ir +2 oksidācijas pakāpe. Kopš oksidācijas skaitlis ir pieaudzis, magnijs ir oksidējies.
Redukcijas reakcija
Redukcija ir pretēja oksidēšanai. Runājot par skābekļa pārnesi, reducēšanās reakcijās tiek zaudēti oksigēni. Runājot par ūdeņraža pārnesi, reducēšanās reakcijas notiek, iegūstot ūdeņradi. Piemēram, iepriekš minētajā piemērā starp metānu un skābekli skābeklis ir samazinājies, jo tas ir ieguvis ūdeņradi. Runājot par elektronu pārnesi, reducēšanās iegūst elektronus. Tātad saskaņā ar iepriekš minēto piemēru hlors tiek samazināts.
Kāda ir atšķirība starp oksidēšanās reakciju un reducēšanās reakciju?
• Oksidācijas reakcijās iegūst oksigenus, redukcijas reakcijās - oxygens.
• Oksidējot ūdeņradis tiek zaudēts, bet redukcijā - ūdeņradis.
• Oksidācijas reakcijās elektroni tiek zaudēti, bet reducēšanās reakcijās - elektroni.
• Oksidācijas reakcijās oksidācijas pakāpe ir palielināta. Redukcijai pakļautās sugas samazina to oksidācijas stāvokli.
