- Vad är minskningen?
- Syre nummer
- Elektronegativ atom
- exempel
- Minskning i organisk kemi
- Metallutvinning
- referenser
Den reduktion är allt som kemisk reaktion där atomerna i en av reaktanterna ändarna upp få elektroner; Vad kan också ses på detta sätt: din lediga plats eller elektroniska "obehag" minskas. En atom får elektron när en art donerar dem; det vill säga, det rostar.
Denna typ av reaktion kan inte ske av sig själva: om en art accepterar elektronerna, måste en annan nödvändigtvis ge upp dem. Annars skulle materie skapas från ingenting, vilket reducerar atomerna efter att ha fått elektroner från vakuumet. Därför är det en redox (reduktion / oxidation) halvreaktion.
Minskning av silverträdet. Källa: Gabriel Bolívar.
Ett illustrativt exempel på reduktionen som kan visas i klassrum är reaktionen mellan en metallisk yta av koppar och en vattenhaltig lösning av silvernitrat, AgNO 3 .
I lösning finns silver som positivt laddade Ag + -kationer . Dessa, genom att interagera med ytan på koppar, formad som en julgran, rycker elektronerna från kopparatomerna. När detta inträffar ersätter koppar silver i nitratsaltet; och som ett resultat bildas kopparnitrat, Cu (NO 3 ) 2 .
Cu 2+ katjoner tillsammans med NO 3 - vänd lösningen blåaktig; och silver, vitnar julgranen som om den är täckt med snö.
Vad är minskningen?
I minskning har det redan sagts att en art får elektron. Hur kan detta verifieras i en kemisk ekvation? Till exempel, i ekvationen för reaktionen mellan Cu och AgNO 3 , hur vet du när reduktionen sker? För att verifiera detta är det nödvändigt att bestämma oxidationsnummer eller -tillstånd.
Elementen i deras naturliga tillstånd har per definition ett oxidationstillstånd lika med noll, eftersom det antas att de varken har tappat eller fått elektroner. Således har fasta metaller noll oxidationstillstånd. Således går silver från +1 (Ag + ) till 0 (Ag). Laddningen av en metalljon är lika med dess oxidationstillstånd.
Å andra sidan kom elektronerna från koppar: går från 0 (Cu) till +2 (Cu 2+ ). Nitratanjonen, NO 3 - förblir oförändrad medan båda metallerna byter ut elektroner; därför kan ekvationen skrivas som:
2Ag + + Cu => 2Ag + Cu 2+
Lägg märke till att både laddningarna och atomerna är balanserade.
Detta är vad kemisk reduktion består av: i vinsten av elektroner som gör atomernas oxidationstillstånd mindre positiva än för elektronerna.
Syre nummer
Oxygener är mycket elektronegativa och oxiderande atomer, så när en atom bildar föreningar med dem (som oxider) har de positiva oxidationstillstånd. Ju större antalet oxygener som interagerar med atomen, desto mer positivt är dess oxidationstillstånd; eller vad som är samma, är mer rostig.
Därför, när en förening har färre syreatomer, sägs den vara mindre oxiderad; det vill säga atomen förlorar färre elektroner.
Ett klassiskt exempel kan ses i kolmonoxid och koldioxid. För CO har kol ett oxidationstillstånd på +2; medan CO 2 är dess oxidationstillstånd +4.
Så, om i ett reaktions CO 2 omvandlas till CO, är en minskning sägs vara förekommande; eftersom kol nu interagerar med ett syre och inte två. För den motsatta reaktionen, CO som omvandlas till CO 2 , talar vi om en oxidation av kol.
Detta gäller alla atomer, särskilt metaller i deras metalloxider; till exempel CrO 2 (Cr 4+ ) och CrO 3 (Cr 6+ ).
I kemiska ekvationer där en art förlorar syre medan den andra arten får det, sägs en syreöverföring inträffa.
Elektronegativ atom
Du kan alltid avgöra om det har skett en minskning genom att ändra oxidationstillståndet till ett mindre positivt värde. Som precis förklarats är ett snabbt sätt att berätta utan att ens göra matematiken genom att observera om det finns en minskning av syreatomer i en förening.
Detsamma kan hända med någon annan atom som är mer elektronegativ än atomen som får eller förlorar elektroner.
Till exempel, om CF 4 reagerar på ett sådant sätt att det blir CH 4 , sedan en minskning sägs ha inträffat; eftersom fluor är mycket mer elektronegativt än väteatomen. Som ett resultat, är kol mindre oxideras i CH 4 än i CF 4 , vilket är detsamma som att säga att det har reducerats.
exempel
Minskning i organisk kemi
Exemplet med CF 4 och CH 4 speglar vad som händer i organiska reaktioner, där minskningen av den partiella laddningen av en atom är att betrakta som en elektronisk förstärkning. Detta gäller mycket när man överväger minskning av syresatta funktionella grupper.
Tänk till exempel på grupperna ROH, RCHO och COOH. Den första motsvarar alkoholer, där kol binder med syre (C-OH); den andra är aldehydgruppen, där kol bildar en dubbelbindning med syre och också är bunden till väte (C = OH); och den tredje är karboxylgruppen.
I karboxylgruppen bildar kol en dubbelbindning med en O, och en enkelbindning med en annan O (HO-C = O).
Därför sker en reduktion om en karboxylsyra omvandlas till en alkohol:
RCOOH => ROH
Metallutvinning
Kemisk reduktion är oerhört viktigt i processerna för utvinning av metaller från deras mineraler. Några av reaktionerna är:
HgS + O 2 => Hg + SO 2
Kvicksilversulfid reduceras till metalliskt kvicksilver.
Cu 2 S + O 2 => 2 Cu + SO 2
Kopparsulfid reduceras till metallisk koppar.
2ZnS + 3O 2 => 2ZnO + 2SO 2
ZnO + C => Zn + CO (notera överföringen av O)
Zinksulfid reduceras först till sin monoxid och sedan till dess metalliska form.
Fe 2 O 3 + 3CO => 2Fe + 3CO 2
Järnoxid reduceras till metalliskt järn.
WO 3 + 3H 2 => W + 3H 2 O
Och volframtrioxid reduceras till metallisk volfram.
Som en övning kan metallens oxidationsantal bestämmas innan den reduceras.
referenser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
- Kemi LibreTexts. (9 december 2018). Oxidationsreduktionsreaktioner. Återställd från: chem.libretexts.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 juli 2018). Definitionen av reduktion i kemi. Återställd från: thoughtco.com
- Hultzman R. (2019). Reduktion i kemi: Definition och översikt. Studie. Återställd från: study.com
- Clark J. (2013). Definitioner av oxidation och reduktion (redox). Återställd från: chemguide.co.uk
- Tutor View. (Sf). Minskningsreaktion. Återställd från: chemistry.tutorvista.com