Oksidēšana vs sadegšana
Oksidācijas reducēšanas reakcijas ir ķīmisko reakciju pamata veids, ar kuru mēs parasti sastopamies dzīvē.
Oksidēšana
Sākotnēji oksidēšanās reakcijas tika identificētas kā reakcijas, kurās piedalās skābekļa gāze. Tur skābeklis apvienojas ar citu molekulu, iegūstot oksīdu. Šajā reakcijā skābeklis tiek reducēts un otra viela oksidējas. Tāpēc būtībā oksidēšanās reakcija ir skābekļa pievienošana citai vielai. Piemēram, nākamajā reakcijā ūdeņradis tiek oksidēts, un tāpēc ūdeņradi veidojošajam ūdenim ir pievienots skābekļa atoms.
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 oksidētos atomus. 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.
Sadegšana
Sadegšana vai karsēšana ir reakcija, kur siltumu rada eksotermiska reakcija. Lai reakcija notiktu, tur jābūt degvielai un oksidētājam. Vielas, kas tiek sadedzinātas, ir pazīstamas kā degvielas. Tie var būt ogļūdeņraži, piemēram, benzīns, dīzeļdegviela, metāns vai ūdeņraža gāze, utt. Parasti oksidētājs ir skābeklis, bet var būt arī citi oksidētāji, piemēram, fluors. Reakcijā degvielu oksidē oksidētājs. Tāpēc šī ir oksidēšanās reakcija. Ja izmanto ogļūdeņraža degvielu, produkti pēc pilnīgas sadedzināšanas parasti ir oglekļa dioksīds un ūdens. Tomēr, ja dedzināšana nenotika pilnībā, atmosfērā var nokļūt oglekļa monoksīds un citas daļiņas, un tas var radīt daudz piesārņojuma.
Kāda ir atšķirība starp oksidēšanu un sadegšanu?
• Degšana ir oksidēšanās reakcija.
• Degšanai parastais oksidētājs ir skābeklis, bet, lai notiktu oksidēšanās reakcija, skābeklis nav būtisks.
• Sadedzinot produkti galvenokārt ir ūdens un oglekļa dioksīds, bet oksidēšanas laikā produkts var mainīties atkarībā no izejmateriāla. Tomēr vienmēr tiem būs augstāks oksidācijas līmenis nekā reaģentiem.
• Sadegšanas reakcijās rodas siltums un gaisma, un darbu var veikt no enerģijas. Bet oksidēšanās reakcijām tas ne vienmēr ir taisnība.
