Wyjaśniamy, czym jest utlenianie i jak ono zachodzi. Również rodzaje utleniania, stopień utlenienia i redukcji.
Co to jest utlenianie?
Powszechnie nazywa się to utlenianiem do reakcje chemiczne w którym tlen łączy się z innymi Substancje, tworząc cząsteczki zwane tlenki. Jest to szczególnie powszechne w świecie metali, choć w żadnym wypadku nie tylko dla nich. W chemii utlenianie nazywa się zjawiskiem chemicznym, w którym a atom, cząsteczka lub jon traci jeden lub więcej elektronów, zwiększając w ten sposób swój ładunek dodatni.
Ponieważ tlen jest pierwiastkiem, który zwykle przyjmuje te elektrony, ten typ reakcji nazwano reakcjami redukcji-utleniania, reakcjami redukcji tlenków lub reakcje redoks, ale ważne jest również wyjaśnienie, że mogą zachodzić reakcje redoks, w których tlen nie bierze udziału. Weź pod uwagę, że nazwa tlen pochodzi z języka greckiego oksydy, "Kwas"; Y genos, „Producent”: oznacza to, że tlen jest tak nazwany, ponieważ powoduje korozję metaletak jak on kwas.
Większość przypadków utleniania dotyczy tlenu, ale może również wystąpić pod jego nieobecność. I podobnie, utlenianie i redukcja zawsze zachodzą razem i jednocześnie.
Zawsze uczestniczą w nich dwa pierwiastki wymieniające elektrony:
- Środek utleniający. Jest to pierwiastek chemiczny, który wychwytuje elektrony przekazywane, to znaczy otrzymuje je i zwiększa swój ładunek ujemny. Nazywa się to posiadaniem niższego stopnia utlenienia lub innymi słowy zredukowaniem.
- Środek redukujący. Czy on jest pierwiastek chemiczny który oddaje lub traci przenoszone elektrony, zwiększając ich ładunek dodatni. Nazywa się to posiadaniem wyższego stopnia utlenienia lub innymi słowy utlenianiem.
A więc: czynnik utleniający jest redukowany przez czynnik redukujący, podczas gdy czynnik redukujący jest utleniany przez czynnik utleniający. Dlatego musimy utleniać to tracić elektrony, dopóki zredukować to zdobyć elektrony.
Procesy te są powszechne i codzienne, w rzeczywistości są niezbędne dla życie: ten żywe stworzenia otrzymujemy energia chemiczna dzięki podobnym reakcjom, takim jak utlenianie glukozy.
Rodzaje utleniania
Istnieją dwa znane rodzaje utleniania:
- Powolne utlenianie. Jest produkowany przez tlen zawarty w powietrze lub w Woda, który sprawia, że metale tracą blask i cierpią korozja narażanie się na zbyt długi czas środowisko.
- Szybkie utlenianie. Występuje w gwałtownych reakcjach chemicznych, takich jak: spalanie, generalnie egzotermiczne (uwalniają energię w postaci ciepło) i jest produkowany głównie z pierwiastków organicznych (zawierających węgiel i wodór).
Numer utleniania
Pierwiastki chemiczne mają stopień utlenienia, który reprezentuje liczbę elektronów, które ten pierwiastek wykorzystuje podczas łączenia się z innymi w dany związek.
Liczba ta jest prawie zawsze liczbą całkowitą i może być dodatnia lub ujemna, w zależności od tego, czy dany pierwiastek traci lub zyskuje elektrony podczas reakcji.
Na przykład: pierwiastek o stopniu utlenienia +1 ma tendencję do utraty elektronu, gdy reaguje z innymi, podczas gdy pierwiastek o stopniu -1 ma tendencję do zyskiwania elektronu, gdy reaguje z innymi, tworząc związek. Te liczby utlenienia mogą mieć wartości tak wysokie, jak elektrony biorące udział w proces, a w niektórych przypadkach zwykle zależą od elementów, z którymi reagują.
Pierwiastki swobodne, czyli niepołączone z innymi, mają stopień utlenienia 0. Z kolei niektóre przykłady stopni utlenienia to:
Stopień utlenienia tlenu wynosi -2 (O-2), z wyjątkiem nadtlenków, które mają -1 (O2-2) i ponadtlenków, które mają -½ (O2–).
Stopień utlenienia pierwiastków metalicznych jest dodatni. Na przykład: jon sodu (Na+), jon magnezu (Mg2+), jony żelaza (Fe2+, Fe3+)
Stopień utlenienia wodoru wynosi +1 (H +), z wyjątkiem wodorków metali, które mają -1 (H–).
Utlenianie i redukcja
Utlenianie i redukcja to procesy odwrotne i komplementarne, zachodzące zawsze w tym samym czasie. W pierwszym elektrony są tracone, a w drugim zyskują, zmieniając w ten sposób ładunki elektryczne elementów.
Reakcje te są często wykorzystywane w procesach przemysłowych i metalurgicznych, na przykład do redukcji minerałów, otrzymywania czystych pierwiastków metalicznych, takich jak żelazo czy aluminium; lub w spalaniu materii organicznej, jak w elektrowniach lub nawet w silnikach odrzutowych.