Oksidācijas reakcija pret reducēšanas reakciju
Oksidācijas un reducēšanas reakcijas ir savstarpēji saistītas. Ja viena viela tiek oksidēta, cita viela reducējas. Tāpēc šīs reakcijas kopā sauc par redoksreakcijām.
Oksidācijas reakcija
Sākotnēji oksidācijas reakcijas tika identificētas kā reakcijas, kurās piedalās skābekļa gāze. Šeit skābeklis apvienojas ar citu molekulu, veidojot oksīdu. Šajā reakcijā skābeklis tiek reducēts, bet otra viela tiek pakļauta oksidācijai. Tāpēc būtībā oksidācijas reakcija ir skābekļa pievienošana citai vielai. Piemēram, šādā reakcijā ūdeņradis tiek oksidēts, un tāpēc skābekļa atoms tiek pievienots ūdeņradim, veidojot ūdeni.
2H2 + O2 -> 2H2O
Cits veids, kā aprakstīt oksidāciju, ir ūdeņraža zudums. Dažos gadījumos ir grūti aprakstīt oksidāciju 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 ūdeņraži ir atdalījušies no metāna, veidojot oglekļa dioksīdu, ogleklis ir oksidējies.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Cita alternatīva pieeja oksidācijas aprakstam ir elektronu zudums. Šo pieeju var izmantot, lai izskaidrotu ķīmiskās reakcijas, kurās mēs neredzam oksīda veidošanos vai ūdeņraža zudumu. Tātad, pat ja nav skābekļa, mēs varam izskaidrot oksidāciju, izmantojot šo pieeju. Piemēram, šādā reakcijā magnijs ir pārvērties par magnija joniem. Kopš magnijs ir zaudējis divus elektronus, tas ir oksidējies, un hlora gāze ir oksidētājs.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Oksidācijas stāvoklis palīdz identificēt atomus, kas ir pakļauti oksidācijai. Saskaņā ar IUPAC definīciju oksidācijas pakāpe ir “vielā esošā atoma oksidācijas pakāpes mērs. Tas ir definēts kā lādiņš, kādu varētu iedomāties atomam. Oksidācijas stāvoklis ir vesels skaitlis, un tas var būt pozitīvs, negatīvs vai nulle. Atoma oksidācijas stāvoklis ķīmiskās reakcijas laikā mainās. Ja oksidācijas pakāpe palielinās, atoms tiek uzskatīts par oksidētu. Tāpat kā iepriekš minētajā reakcijā, magnija oksidācijas pakāpe ir nulle, bet magnija jonam ir +2 oksidācijas pakāpe. Tā kā oksidācijas skaitlis ir palielinājies, magnijs ir oksidējies.
Samazināšanās reakcija
Reducēšana ir pretstats oksidēšanai. Runājot par skābekļa pārnesi, reducēšanas reakcijās skābekļi tiek zaudēti. Runājot par ūdeņraža pārnesi, reducēšanas reakcijas notiek, kad tiek iegūts ūdeņradis. Piemēram, iepriekš minētajā piemērā starp metānu un skābekli skābeklis ir samazinājies, jo ir ieguvis ūdeņradi. Runājot par elektronu pārnesi, reducēšana iegūst elektronus. Tātad saskaņā ar iepriekš minēto piemēru hlors tiek samazināts.
Kāda ir atšķirība starp oksidācijas reakciju un reducēšanas reakciju?
• Oksidācijas reakcijās tiek iegūts skābeklis un reducēšanas reakcijās tiek zaudēts skābeklis.
• Oksidācijā ūdeņradis tiek zaudēts, bet reducējot tiek iegūts ūdeņradis.
• Oksidācijas reakcijās elektroni tiek zaudēti, bet reducēšanas reakcijās elektroni tiek iegūti.
• Oksidācijas reakcijās oksidācijas pakāpe tiek palielināta. Sugas, kurām tiek veikta reducēšana, samazina to oksidācijas stāvokli.
