Różnica między reakcją utleniania a reakcją redukcji

Reakcja utleniania a reakcja redukcji
 

Reakcje utleniania i redukcji są ze sobą powiązane. Gdy jedna substancja jest utleniana, inna substancja ulega redukcji. Dlatego te reakcje są wspólnie znane jako reakcje redoks.

Reakcja utleniania

Początkowo reakcje utleniania zidentyfikowano jako reakcje, w których uczestniczy tlen gazowy. Tutaj tlen łączy się z inną cząsteczką, tworząc tlenek. W tej reakcji tlen ulega redukcji, a druga substancja ulega utlenieniu. Dlatego zasadniczo reakcja utleniania polega na dodaniu tlenu do innej substancji. Na przykład w poniższej reakcji wodór ulega utlenianiu i dlatego do wody tworzącej wodór dodaje się atom tlenu.

2H₂₎ + O₂₎ -> 2H₂₎O

Innym sposobem opisania utleniania jest utrata wodoru. W niektórych przypadkach utlenianie trudno opisać jako dodanie tlenu. Na przykład w poniższej reakcji tlen został dodany zarówno do węgla, jak i wodoru, ale tylko węgiel został utleniony. W tym przypadku utlenianie można opisać mówiąc, że jest to utrata wodoru. Ponieważ wodory usunęły się z metanu podczas produkcji dwutlenku węgla, węgiel został utleniony.

CH₄ + 2O₂₎ -> CO₂₎ + 2H₂₎O

Innym alternatywnym podejściem do opisu utleniania jest utrata elektronów. Takie podejście można zastosować do wyjaśnienia reakcji chemicznych, w których nie widzimy tworzenia się tlenków ani utraty wodoru. Tak więc, nawet gdy nie ma tlenu, możemy wyjaśnić utlenianie za pomocą tego podejścia. Na przykład w poniższej reakcji magnez przekształcił się w jony magnezu. Ponieważ magnez utracił dwa elektrony, został utleniony, a chlorem jest utleniacz.

Mg + Cl₂₎ -> Mg²⁾⁺ + 2Cl^-

Stan utlenienia pomaga zidentyfikować atomy, które uległy utlenieniu. Zgodnie z definicją IUPAC stan utlenienia jest „miarą stopnia utlenienia atomu w substancji. Definiuje się go jako ładunek, jaki atom może sobie wyobrazić. ” Stan utlenienia jest liczbą całkowitą i może być dodatni, ujemny lub zerowy. Stan utlenienia atomu ulega zmianie w wyniku reakcji chemicznej. Jeśli stan utlenienia wzrasta, wówczas mówi się, że atom jest utleniony. Podobnie jak w powyższej reakcji, magnez ma zerowy stopień utlenienia, a jon magnezowy ma stopień utlenienia +2. Ponieważ liczba utlenienia wzrosła, magnez utleniał się.

Reakcja redukcji

Redukcja jest przeciwieństwem utleniania. Jeśli chodzi o transfer tlenu, w reakcjach redukcji dochodzi do utraty tlenu. Jeśli chodzi o przenoszenie wodoru, reakcje redukcji zachodzą po uzyskaniu wodoru. Na przykład w powyższym przykładzie między metanem a tlenem tlen zmniejszył się, ponieważ zyskał wodór. Jeśli chodzi o transfer elektronów, redukcja zyskuje elektrony. Tak więc zgodnie z powyższym przykładem chlor jest redukowany.