Реакция окисления против реакции восстановления
Реакции окисления и восстановления взаимосвязаны. Когда одно вещество окисляется, восстанавливается другое. Поэтому эти реакции вместе известны как окислительно-восстановительные реакции.
Реакция окисления
Первоначально реакции окисления были определены как реакции, в которых участвует газообразный кислород. Здесь кислород соединяется с другой молекулой с образованием оксида. В этой реакции кислород подвергается восстановлению, а другое вещество - окислению. Следовательно, в основном реакция окисления - это добавление кислорода к другому веществу. Например, в следующей реакции водород подвергается окислению и, следовательно, атом кислорода добавляется к водороду с образованием воды.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Другой способ описать окисление - это потеря водорода. Бывают случаи, когда окисление сложно описать как добавление кислорода. Например, в следующей реакции кислород добавился как к углероду, так и к водороду, но окислению подвергся только углерод. В этом случае окисление можно описать, сказав, что это потеря водорода. Поскольку водород удаляется из метана при производстве диоксида углерода, углерод окисляется.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Другой альтернативный подход к описанию окисления - это потеря электронов. Этот подход можно использовать для объяснения химических реакций, в которых мы не видим образования оксида или потери водорода. Таким образом, даже когда нет кислорода, мы можем объяснить окисление с помощью этого подхода. Например, в следующей реакции магний превратился в ионы магния. Поскольку магний потерял два электрона, он подвергся окислению, и газообразный хлор является окислителем.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Состояние окисления помогает идентифицировать атомы, подвергшиеся окислению. Согласно определению IUPAC, степень окисления - это «мера степени окисления атома в веществе. Он определяется как заряд, который, как можно предположить, имеет атом ». Состояние окисления - это целое число, которое может быть положительным, отрицательным или нулевым. Состояние окисления атома изменяется в результате химической реакции. Если степень окисления увеличивается, то говорят, что атом окислен. Как и в приведенной выше реакции, магний имеет нулевую степень окисления, а ион магния имеет степень окисления +2. Поскольку степень окисления увеличилась, магний окислился.
Редукционная реакция
Восстановление противоположно окислению. Что касается переноса кислорода, то в реакциях восстановления происходит потеря кислорода. Что касается переноса водорода, при получении водорода происходят реакции восстановления. Например, в приведенном выше примере между метаном и кислородом количество кислорода уменьшилось, потому что он получил водород. С точки зрения переноса электронов, восстановление приобретает электроны. Итак, согласно приведенному выше примеру, количество хлора уменьшается.
В чем разница между реакцией окисления и реакцией восстановления?
• В реакциях окисления происходит поглощение кислорода, а в реакциях восстановления - потеря кислорода.
• При окислении водород теряется, но при восстановлении водород приобретается.
• В реакциях окисления электроны теряются, но в реакциях восстановления электроны приобретаются.
• В реакциях окисления степень окисления увеличивается. Виды, подвергающиеся восстановлению, снижают степень окисления.
