Reakcija oksidacije naspram reakcije redukcije
Reakcije oksidacije i redukcije su međusobno povezane. Gdje se jedna tvar oksidira, druga tvar se reducira. Stoga su ove reakcije zajednički poznate kao redoks reakcije.
Reakcija oksidacije
Izvorno su oksidacijske reakcije identificirane kao reakcije u kojima sudjeluje plinoviti kisik. Ovdje se kisik spaja s drugom molekulom kako bi proizveo oksid. U ovoj reakciji kisik se reducira, a druga tvar oksidira. Stoga je u osnovi reakcija oksidacije dodavanje kisika drugoj tvari. Na primjer, u sljedećoj reakciji, vodik prolazi kroz oksidaciju i stoga se atom kisika dodaje vodiku stvarajući vodik.
2H2 + O2 -> 2H2O
Drugi način da se oksidacija opiše kao gubitak vodika. Postoje situacije u kojima je teško opisati oksidaciju kao dodavanje kisika. Na primjer, u sljedećoj reakciji kisik je dodan i ugljiku i vodiku, ali samo je ugljik prošao kroz oksidaciju. U ovom slučaju, oksidacija se može opisati kao gubitak vodika. Budući da su vodikovi uklonjeni iz metana pri proizvodnji ugljičnog dioksida, ugljik je oksidiran.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Drugi alternativni pristup za opisivanje oksidacije je gubitak elektrona. Ovaj se pristup može koristiti za objašnjenje kemijskih reakcija, gdje ne možemo vidjeti stvaranje oksida ili gubitak vodika. Dakle, čak i kada nema kisika, ovim pristupom možemo objasniti oksidaciju. Na primjer, u sljedećoj reakciji, magnezij se pretvorio u magnezijeve ione. Budući da je magnezij izgubio dva elektrona, podvrgnut je oksidaciji, a plinoviti klor je oksidacijsko sredstvo.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Stanje oksidacije pomaže identificirati atome koji su prošli oksidaciju. Prema definiciji IUPAC-a, oksidacijsko stanje je “mjera stupnja oksidacije atoma u tvari. Definiran je kao naboj koji bi atom mogao imati.” Oksidacijsko stanje je cjelobrojna vrijednost, a može biti pozitivno, negativno ili nula. Oksidacijsko stanje atoma mijenja se tijekom kemijske reakcije. Ako se stupanj oksidacije povećava, tada se kaže da je atom oksidiran. Kao u gornjoj reakciji, magnezij ima nulto oksidacijsko stanje, a magnezijev ion ima +2 oksidacijsko stanje. Budući da se oksidacijski broj povećao, magnezij je oksidirao.
Reakcija smanjenja
Redukcija je suprotna od oksidacije. Što se tiče prijenosa kisika, u reakcijama redukcije kisik se gubi. Što se tiče prijenosa vodika, reakcije redukcije odvijaju se kada se vodik dobije. Na primjer, u gornjem primjeru između metana i kisika, kisik se smanjio jer je dobio vodik. U smislu prijenosa elektrona, redukcija je dobivanje elektrona. Dakle, prema gornjem primjeru, klor je reduciran.
Koja je razlika između reakcije oksidacije i reakcije redukcije?
• U reakcijama oksidacije kisik se dobiva, a u reakcijama redukcije kisik se gubi.
• U oksidaciji se vodik gubi, ali u redukciji se vodik dobiva.
• U reakcijama oksidacije elektroni se gube, ali u reakcijama redukcije elektroni se dobivaju.
• U reakcijama oksidacije, oksidacijsko stanje se povećava. Vrsta koja prolazi kroz redukciju smanjuje svoje oksidacijsko stanje.
