Reductie (chemie) in wat het bestaat en voorbeelden



de reductie is al die chemische reactie waarbij de atomen van een van de reactanten uiteindelijk elektronen krijgen; wat is ook zo te zien: uw elektronische vacature of "ongemak" is verminderd. Een atoom wint elektronen wanneer een soort ze doneert; dat wil zeggen, het roest.

Dit soort reactie kan niet vanzelf plaatsvinden: als een soort de elektronen aanvaardt, moet een ander ze verplicht afstaan. Anders zou het materie uit het niets creëren, waardoor de atomen minder worden na het winnen van elektronen uit het vacuüm. Daarom is het een redox semireactie (reductie / oxidatie).

Een illustratief voorbeeld van de reductie die kan worden aangetoond in klaslokalen, is de reactie tussen een kopermetaaloppervlak en een waterige oplossing van zilvernitraat, AgNO3.

In de oplossing wordt het zilver gevonden als Ag-kationen+, positief geladen Deze grijpen bij interactie met het oppervlak van koper, gevormd in de vorm van een kerstboom, de elektronen weg van de koperatomen. Wanneer dit gebeurt, vervangt koper zilver in het nitraatzout; en als resultaat wordt kopernitraat, Cu (NO) gevormd3)2.

Cu-kationen2+ naast het NO3- draai de oplossing blauw; en het zilver, de kerstboom witten alsof het bedekt was met sneeuw.

index

  • 1 Wat is de korting??
    • 1.1 Zuurstofnummer
    • 1.2 Elektronegatief atoom
  • 2 voorbeelden
    • 2.1 Reductie van organische chemie
    • 2.2 Extractie van metalen
  • 3 referenties

Wat is de korting?

In de reductie is al gezegd dat een soort elektronen wint. Hoe kan dit worden geverifieerd in een chemische vergelijking? Bijvoorbeeld in de vergelijking van de reactie tussen Cu en AgNO3, Hoe weet ik wanneer de korting optreedt? Om dit te verifiëren, is het noodzakelijk om het oxidatie-aantal of de oxidatietoestand te bepalen.

De elementen in hun natuurlijke staat, hebben per definitie een oxidatietoestand gelijk aan nul, omdat wordt aangenomen dat ze geen elektronen hebben verloren of gewonnen. Aldus hebben vaste metalen een oxidatietoestand van nul. Zilver gaat dus van +1 (Ag+) tot 0 (Ag). De lading van een metaalion is gelijk aan de oxidatietoestand.

Aan de andere kant waren de elektronen afkomstig van koper: gaande van 0 (Cu) tot +2 (Cu2+). Het nitraatanion, NO3- het blijft onveranderd terwijl beide metalen elektronen uitwisselen; daarom kan de vergelijking worden geschreven als:

2AG+ + Cu => 2Ag + Cu2+

Merk op dat zowel ladingen als atomen in balans zijn.

Dit is de chemische reductie: in de winst van elektronen die de oxidatietoestanden van de atomen die de elektronen winnen minder positief maken.

Zuurstof nummer

Oxygens zijn zeer elektronegatieve en oxiderende atomen, dus wanneer een atoom verbindingen met hen vormt (zoals oxiden), hebben ze positieve oxidatietoestanden. Hoe groter het aantal zuurstofatomen dat interageert met het atoom, des te positiever de oxidatietoestand zal zijn; of wat hetzelfde is, is meer roestig.

Daarom, wanneer een verbinding minder zuurstofatomen heeft, wordt gezegd dat deze minder geoxideerd is; dat wil zeggen, het atoom verliest minder elektronen.

Een klassiek voorbeeld is te zien in koolmonoxide en koolstofdioxide. Voor CO heeft koolstof een oxidatietoestand van +2; terwijl voor de CO2, de oxidatietoestand is +4.

Dus als in een reactie de CO2 wordt omgezet in CO, er wordt gezegd dat er een vermindering optreedt; omdat koolstof nu interageert met een zuurstof en niet met twee. Voor de tegenovergestelde reactie wordt CO CO2, er is sprake van koolstofoxidatie.

Dit geldt voor alle atomen, vooral metalen in hun metaaloxiden; bijvoorbeeld CrO2 (Cr4+) en CrO3 (Cr6+).

In chemische vergelijkingen waarbij de ene soort zuurstof verliest, terwijl de andere soort deze verwerft, zou een zuurstofoverdracht plaatsvinden.

Electronegatief atoom

U kunt altijd bepalen of er een vermindering is door de oxidatietoestand in een minder positieve waarde te veranderen. Zoals zojuist uitgelegd, is een snelle manier om het op te merken zonder zelfs de berekeningen uit te voeren, om te zien of er een afname is van de zuurstofatomen in een verbinding.

Hetzelfde kan gebeuren met elk ander atoom dat meer elektronegatief is dan het atoom dat de elektronen wint of verliest.

Bijvoorbeeld als de CF4 reageert zo dat het CH wordt4, er wordt dan gezegd dat er een vermindering heeft plaatsgevonden; omdat fluor veel elektronegatief is dan het waterstofatoom. Als resultaat is koolstof minder geoxideerd in CH4 dan in CF4, wat gelijk is aan te zeggen dat het is verminderd.

Voorbeelden

Reductie van organische chemie

Het CF-voorbeeld4 en CH4 het geeft weer wat er gebeurt in organische reacties, waarbij de reductie van de partiële lading van een atoom wordt beschouwd als een elektronische winst. Dit is van groot belang wanneer wordt gekeken naar de reductie van zuurstofhoudende functionele groepen.

Beschouw bijvoorbeeld de groepen ROH, RCHO en COOH. De eerste komt overeen met alcoholen, waarbij koolstof wordt gebonden aan zuurstof (C-OH); de tweede is de aldehydegroep, waarbij de koolstof een dubbele binding met zuurstof vormt en ook is gekoppeld aan een waterstof (C = O-H); en de derde is de carboxylgroep.

In de carboxylgroep vormt de koolstof een dubbele binding met een O en een eenvoudige binding met een andere O (HO-C = O).

Daarom vindt een vermindering plaats als een carbonzuur wordt omgezet in een alcohol:

RCOOH => ROH

Extractie van metalen

Chemische reductie is uitermate belangrijk bij het winnen van metalen uit hun mineralen. Enkele van de reacties zijn:

HgS + O2 => Hg + SO2

Kwiksulfide wordt gereduceerd tot metallisch kwik.

Cu2S + O2 => 2Cu + SO2

Kopersulfide wordt gereduceerd tot metallisch koper.

2ZnS + 3O2 => 2ZnO + 2SO2

ZnO + C => Zn + CO (let op de overdracht van O)

Zinksulfide wordt eerst gereduceerd tot zijn monoxide en vervolgens tot zijn metallische vorm.

geloof2O3 + 3CO => 2Fe + 3CO2

IJzeroxide wordt gereduceerd tot metallisch ijzer.

WO3 + 3H2 => W + 3H2O

En wolfraamtrioxide wordt gereduceerd tot metallisch wolfraam.

Als oefening kunt u het oxidatiegetal van het metaal bepalen voordat het wordt verminderd.

referenties

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e druk). CENGAGE Leren.
  2. Chemie LibreTexts. (9 december 2018). Oxidatie-reductie Reacties. Teruggeplaatst van: chem.libretexts.org
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 juli 2018). De definitie van reductie in chemie. Teruggeplaatst van: thoughtco.com
  4. Hultzman R. (2019). Reductie in chemie: definitie en overzicht. Study. Teruggeplaatst van: study.com
  5. Clark J. (2013). Definities van oxidatie en reductie (redox). Teruggeplaatst van: chemguide.co.uk
  6. Tutor Vista. (N.D.). Reductiereactie. Teruggeplaatst van: chemistry.tutorvista.com