Utlenianie i redukcja to bardzo ważne reakcje chemiczne, które cały czas zachodzą w naszym otoczeniu. Kiedy związek kowalencyjny traci elektronikę, staje się bardziej naładowany dodatnio, a proces ten nazywa się utlenianiem. Redukcja jest przeciwieństwem utleniania, ponieważ podczas tego procesu związek zyskuje elektronikę i staje się bardziej naładowany ujemnie. Redukcja i utlenianie są powszechnie znane jako reakcja redoks, ponieważ przenoszenie elektronów odbywa się między gatunkami chemicznymi (jedna strata i jeden zysk).
Utlenianie a redukcja
Różnica między utlenianiem a redukcją polega na tym, że utlenianie zachodzi, gdy związek chemiczny zyskuje tlen lub traci wodór. Oznacza to wzrost dodatniego ładunku związku. Z drugiej strony redukcja jest odwrotną reakcją chemiczną utleniania, w której związek chemiczny zyskuje wodór lub elektrony, a jego ładunek ujemny wzrasta.
Utlenianie to reakcja chemiczna, w której atom lub cząsteczka jakiejś substancji chemicznej traci elektrony (jeden lub więcej) i staje się bardziej naładowany dodatnio. Ta reakcja chemiczna zwiększa stopień utlenienia i stopień utlenienia związków chemicznych, które ulegają utlenianiu. Tlen nie zawsze bierze udział w procesie utleniania, ale czasami może powodować utratę elektronów.
Redukcja to reakcja chemiczna, w której atom lub cząsteczka jakiejś substancji chemicznej otrzymuje elektrony (jeden lub więcej) i staje się bardziej naładowany ujemnie. Ta reakcja chemiczna obniża stopień utlenienia i stopień utlenienia związków chemicznych, które podlegają redukcji. Środek utleniający ulega redukcji, ponieważ utlenia inne związki chemiczne biorące udział w reakcji i sam się redukuje.
Tabela porównawcza między utlenianiem a redukcją
| Parametry porównania | Utlenianie | Zmniejszenie |
| Definicja | Utlenianie odnosi się do pozyskiwania tlenu lub utraty wodoru ze związku. | Redukcja odnosi się do pozyskiwania wodoru lub utraty tlenu ze związku. |
| Elektrony | Podczas utleniania związek kowalencyjny uwalnia elektrony do otoczenia. | W redukcji związek kowalencyjny pozyskuje elektrony z otoczenia. |
| Agenci | Powszechnymi środkami utleniającymi są nadtlenek wodoru i ozon. | Powszechnymi środkami redukującymi są związki zawierające metale, takie jak potas, bar, wapń itp. oraz H− jon. |
| Opłata | W procesie utleniania ładunek dodatni wzrasta, ponieważ traci elektrony. | W redukcji ładunek ujemny wzrasta w miarę zdobywania elektronów. |
| Numer utleniania | Utlenianie prowadzi do wzrostu stopnia utlenienia. | Redukcja prowadzi do zmniejszenia stopnia utlenienia. |
Co to jest utlenianie?
Definicja utleniania zmieniła się z czasem, a najnowsza w prostych słowach definiuje proces, w którym substancja chemiczna traci elektrony i staje się bardziej dodatnia. Stawanie się bardziej pozytywnym niekoniecznie oznacza posiadanie pozytywnego ładunku. Na przykład, jeśli jon X4- przechodzi proces utleniania i traci dwa elektrony staje się X2-. Oznacza to, że staje się bardziej dodatni, ponieważ (-2) stopień utlenienia jest wyższy niż (-4), ale nie ma ładunku dodatniego.
Jeśli wrócimy do historii reakcji chemicznych, tlen gazowy (O2) był jednym z najstarszych znanych utleniaczy. Od momentu dodania O2 w reakcji chemicznej, która doprowadziła do utraty elektronów z innych związków chemicznych, utlenianie zdefiniowano jako proces, w którym obecność O2 był kluczowy. Kiedy żelazo łączy się z wodą, tworząc tlenek żelaza/rdzę, ta definicja stała się bardziej dominująca.
Ale utlenianie substancji chemicznej może lub nie musi koniecznie zawierać gazowego tlenu. Na przykład, gdy etanol tworzy etanal, traci atom wodoru, a proces nadal jest uważany za utlenianie. Tak więc obecność szczególnie gazowego tlenu nie jest wymagana do utleniania. Dopóki indywiduum chemiczne traci elektrony i wzrasta jego stopień utlenienia, zachodzi utlenianie.
Przykład reakcji utleniania: 2 KI + H2O2 → I2 + 2 KOH (utlenianie jodku). Tutaj stopień utlenienia jodku zmienia się od (-1) do (0).
Co to jest redukcja?
Redukcja jest odwrotną reakcją utleniania. Dzieje się tak, ponieważ elektrony, które są tracone z gatunku chemicznego, są otrzymywane przez inny gatunek, który przechodzi redukcję. Podczas redukcji jeden lub więcej niż jeden elektron jest zdobywany przez atom lub cząsteczkę i staje się bardziej naładowany ujemnie. Kiedy gatunek przechodzi redukcję, stopień utlenienia tego związku zmniejsza się.
Ponownie możemy mieć zamieszanie, że związek chemiczny lub jon będzie miał ładunek ujemny po redukcji. Na przykład, jeśli jon X4+ przechodzi proces redukcji i zyskuje dwa elektrony staje się X2+. Oznacza to, że staje się bardziej ujemny, ponieważ (+2) stopień utlenienia jest mniejszy niż (+4), ale nie ma ładunku ujemnego. Tak więc proces redukcji niekoniecznie oznacza ładunek ujemny. Redukcja oznacza przyrost elektronów, a czynnik redukujący jest odpowiedzialny za przeniesienie elektronu na gatunek.
Rozważmy przykład ZnO + C → Zn + CO (redukcja tlenku cynku). Tutaj stopień utlenienia cynku zmienia się z (+2) na (0). Oznacza to, że zyskał elektron i został zredukowany.
Główne różnice między utlenianiem a redukcją
Wniosek
Procesy utleniania i redukcji uzupełniają się wzajemnie. W reakcji chemicznej, gdy jeden związek chemiczny uwalnia jeden lub więcej elektronów, nazywa się to utlenianiem. Te utracone elektrony można uzyskać przez inny związek chemiczny, o którym mówi się, że uległ redukcji. Środek utleniający ułatwia proces utleniania, a środek redukujący ułatwia proces redukcji.
Sam środek utleniający przechodzi przez redukcję i utlenia inny rodzaj, a sam środek redukujący przechodzi przez utlenianie i redukuje inny rodzaj. Typowymi przykładami środka utleniającego są ozon, tlen, halogen, itp., a typowymi przykładami środka redukującego są metale ziem i związki siarczynowe.
