MINSKNINGSMEDEL: VAD ÄR DET, DE STARKASTE, EXEMPLEN - KEMI - 2025

Ett reduktionsmedel är ett ämne som har funktionen att reducera ett oxidationsmedel i en oxidreduktionsreaktion. Minskningsmedel är elektrondonatorer av naturen, vanligtvis ämnen som är på deras lägsta oxidationsnivåer och med en stor mängd elektroner.

Det finns en kemisk reaktion där atomernas oxidationstillstånd varierar. Dessa reaktioner involverar en reduktionsprocess och en komplementär oxidationsprocess. I dessa reaktioner överförs en eller flera elektroner från en molekyl, atom eller jon till en annan molekyl, atom eller jon. Detta involverar produktion av en oxidreduktionsreaktion.

Under oxidreduktionsprocessen kallas det elementet eller föreningen som tappar (eller donerar) sin elektron (eller elektroner) ett reduktionsmedel, i motsats till det oxidationsmedel som är elektronreceptorn. Därefter sägs reduktionsmedlen reducera oxidationsmedlet och oxidationsmedlet oxiderar reduktionsmedlet.

De bästa eller starkaste reduktionsmedlen är de med den högsta atomradie; det vill säga de har ett större avstånd från sin kärna till elektronerna som omger den.

Reduktionsmedlen är vanligtvis metaller eller negativa joner. Vanliga reduktionsmedel inkluderar askorbinsyra, svavel, väte, järn, litium, magnesium, mangan, kalium, natrium, C-vitamin, zink och till och med morotsextrakt.

Vad är reduktionsmedel?

Som redan nämnts är reduktionsmedel ansvariga för att reducera ett oxidationsmedel när en oxidreduktionsreaktion inträffar.

En enkel och typisk reaktion på oxidreduktionsreaktionen är den av aerob cellulär andning:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6o ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

I detta fall, där glukos (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) reagerar med syre (O ₂ ), glukos beter som reduktionsmedel för att ge elektroner till syre - är och syre - det vill säga, är det oxideras blir ett oxidationsmedel.

Inom organisk kemi, de bästa reduktionsmedel är de reagens som ger väte (H ₂ ) och reaktionen. Inom detta kemiområde avser reduktionsreaktionen tillsats av väte till en molekyl, även om ovanstående definition (oxidreduktionsreaktioner) också gäller.

Faktorer som bestämmer styrkan hos ett reducerande medel

För att ett ämne ska betraktas som "starkt" förväntas det att de är molekyler, atomer eller joner som mer eller mindre lätt tappar sina elektroner.

För detta finns det en rad faktorer som måste beaktas för att erkänna kraften som ett reduktionsmedel kan ha: elektronregativitet, atomradie, joniseringsenergi och reduktionspotential.

Elektronnegativitet

Elektronegativitet är den egenskap som beskriver en atoms tendens att locka ett par bundna elektroner mot sig själv. Ju högre elektronegativitet, desto större är den attraktiva kraften som atomen utövar på elektronerna som omger den.

I det periodiska systemet ökar elektronegativiteten från vänster till höger, så alkalimetallerna är de minst elektronegativa elementen.

Atomradio

Det är fastigheten som mäter antalet atomer. Det hänvisar till det typiska eller genomsnittliga avståndet från mitten av en atomkärna till gränsen för det omgivande elektronmolnet.

Denna egenskap är inte exakt - och dessutom är flera elektromagnetiska krafter involverade i dess definition - men det är känt att detta värde minskar från vänster till höger i det periodiska systemet och ökar från topp till botten. Det är därför alkalimetaller, särskilt cesium, anses ha en högre atomradie.

Joniseringsenergi

Denna egenskap definieras som den energi som krävs för att ta bort den minst bundna elektron från en atom (valenselektronen) för att bilda en katjon.

Det sägs att ju närmare elektronerna är kärnan i atomen de omger, desto högre är joniseringsenergin hos atomen.

Joniseringsenergin ökar från vänster till höger och från botten till topp i det periodiska systemet. Återigen har metaller (särskilt alkaliska) lägre joniseringsenergi.

Minskningspotential

Det är måttet på en kemisk arts tendens att få elektroner och därför minska. Varje art har en inneboende reduktionspotential: ju högre potential, desto större är dess affinitet för elektroner och dess förmåga att reduceras.

Reduktionsmedel är de ämnen som har den lägsta reduktionspotentialen på grund av deras låga affinitet med elektroner.

Starkare reduktionsmedel

Med de ovan beskrivna faktorerna kan man dra slutsatsen att för att hitta ett "starkt" reducerande medel önskas en atom eller molekyl med låg elektronegativitet, hög atomradie och låg joniseringsenergi.

Som redan nämnts har alkalimetaller dessa egenskaper och anses vara de starkaste reduktionsmedlen.

Å andra sidan, är litium (Li) anses vara den starkaste reduktionsmedel, eftersom den har den minsta reduktionspotentialen, medan LiAlH ₄ -molekylen anses vara den starkaste reduktionsmedel av allt, eftersom den innehåller detta och andra önskade egenskaper.

Exempel på reaktioner med reduktionsmedel

Det finns många fall av rostreducering i vardagen. Några av de mest representativa är detaljerade nedan:

Exempel 1

Förbränningsreaktionen av oktan (huvudkomponenten i bensin):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25o ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

Man ser hur oktan (reduktionsmedel) donerar elektroner till syre (oxidationsmedel) och bildar koldioxid och vatten i stora mängder.

Exempel 2

Hydrolys av glukos är ett annat användbart exempel på en vanlig reduktion:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ H + 2ATP + 2NADH

I denna reaktion tar molekylerna från NAD (en elektronreceptor och oxidationsmedel i denna reaktion) elektroner från glukos (reduktionsmedel).

Exempel 3

Slutligen, i järnoxidreaktionen

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ (s) + 2Fe (l)

Reduktionsmedlet är aluminium medan oxidationsmedlet är järn.

referenser

1. Wikipedia. (Sf). Wikipedia. Hämtad från en.wikipedia.org
2. BBC. (Sf). Bbc.co.uk. Hämtad från bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Kemi LibreTexts. Hämtad från chem.libretexts.org
4. Research, B. (sf). Bodner Research Web. Hämtad från chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Kemiska principer: Quest for Insight.