Oxidációs reakció vs redukciós reakció
Az oxidációs és redukciós reakciók összefüggenek egymással. Ahol egy anyag oxidálódik, egy másik anyag csökken. Ezért ezeket a reakciókat együttesen redox-reakcióknak nevezik.
Oxidációs reakció
Eredetileg az oxidációs reakciókat azonosították olyan reakciókként, amelyekben oxigéngáz vesz részt. Itt az oxigén egy másik molekulával kombinálva oxidot képez. Ebben a reakcióban az oxigén redukción megy keresztül, a másik anyag pedig oxidálódik. Ezért alapvetően az oxidációs reakció oxigént ad hozzá egy másik anyaghoz. Például a következő reakcióban a hidrogén oxidálódik, ezért oxigénatomot adunk a hidrogén képző vízhez.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Az oxidáció leírásának másik módja a hidrogénveszteség. Vannak olyan esetek, amikor nehéz leírni az oxidációt oxigén hozzáadásával. Például a következő reakcióban oxigént adtak mind a szénhöz, mind a hidrogénhez, de csak a szén oxidálódott. Ebben az esetben az oxidáció leírható azzal, hogy a hidrogén vesztesége. Mivel a szénhidrogén előállításakor a hidrogének eltávolultak a metánból, a szén oxidálódott.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Az oxidáció leírásának másik alternatív megközelítése az elektronveszteség. Ez a megközelítés alkalmazható a kémiai reakciók magyarázatára, ahol nem láthatjuk, hogy oxid képződik vagy hidrogén veszít. Tehát akkor is, ha oxigén nincs, ezzel a megközelítéssel megmagyarázhatjuk az oxidációt. Például a következő reakcióban a magnézium átalakult magnéziumionokká. Mivel a magnézium elvesztette két elektronját, oxidálódott és klórgáz az oxidálószer.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Az oxidációs állapot segít azonosítani az oxidáción átesett atomokat. Az IUPAC definíciója szerint az oxidációs állapot „az atom oxidációjának mértéke az anyagban. Úgy definiálják, mint egy atom elképzelhető töltését. Az oxidációs állapot egész szám, lehet pozitív, negatív vagy nulla. Az atom oxidációs állapota kémiai reakció során megváltozik. Ha az oxidációs állapot növekszik, akkor azt mondják, hogy az atom oxidálódik. A fenti reakcióhoz hasonlóan a magnéziumnak nulla oxidációs állapota, a magnéziumionnak +2 oxidációs állapota van. Amióta az oxidációs szám nőtt, a magnézium oxidálódott.
Redukciós reakció
A redukció ellentétes az oxidációval. Az oxigénátadás szempontjából a redukciós reakciókban az oxigének elvesznek. A hidrogénátadás szempontjából redukciós reakciók játszódnak le, amikor hidrogén nyerhető. Például a fenti példában a metán és az oxigén között az oxigén csökkent, mivel hidrogénre tett szert. Az elektrontranszfer szempontjából a redukció elektronokat nyer. Tehát a fenti példa szerint a klór redukálódik.
Mi a különbség az oxidációs reakció és a redukciós reakció között?
• Az oxidációs reakciók során oxigének keletkeznek, a redukciós reakciókban pedig elvesznek az oxigének.
• Az oxidáció során a hidrogén elvész, de a redukcióban hidrogén nyer.
• Az oxidációs reakciókban az elektronok elvesznek, a redukciós reakciókban viszont az elektronok.
• Oxidációs reakciókban az oxidációs állapot fokozódik. A redukció alatt álló fajok csökkentik oxidációs állapotukat.
