Reacția de oxidare versus reacția de reducere
Reacțiile de oxidare și reducere sunt interdependente. Acolo unde o substanță este oxidată, o altă substanță se reduce. Prin urmare, aceste reacții sunt cunoscute în comun ca reacții redox.
Reacție de oxidare
Inițial, reacțiile de oxidare au fost identificate ca reacții în care participă oxigenul gazos. Aici, oxigenul se combină cu o altă moleculă pentru a produce un oxid. În această reacție, oxigenul suferă o reducere, iar ceal altă substanță suferă oxidare. Prin urmare, practic, reacția de oxidare este adăugarea de oxigen la o altă substanță. De exemplu, în următoarea reacție, hidrogenul suferă oxidare și, prin urmare, atomul de oxigen este adăugat la apă formând hidrogen.
2H2 + O2 -> 2H2O
Un alt mod de a descrie oxidarea este ca pierderea hidrogenului. Există unele ocazii în care este greu de descris oxidarea ca adăugare de oxigen. De exemplu, în următoarea reacție, oxigenul s-a adăugat atât carbonului, cât și hidrogenului, dar numai carbonul a suferit oxidare. În acest caz, oxidarea poate fi descrisă spunând că este pierderea hidrogenului. Deoarece hidrogenii s-au îndepărtat din metan atunci când se produc dioxid de carbon, carbonul acolo a fost oxidat.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
O altă abordare alternativă pentru a descrie oxidarea este pierderea de electroni. Această abordare poate fi folosită pentru a explica reacțiile chimice, în care nu putem vedea o formare de oxid sau pierderea hidrogenului. Deci, chiar și atunci când nu există oxigen, putem explica oxidarea folosind această abordare. De exemplu, în următoarea reacție, magneziul s-a transformat în ioni de magneziu. Din moment ce magneziul a pierdut doi electroni, a suferit oxidare, iar clorul gazos este agentul de oxidare.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Starea de oxidare ajută la identificarea atomilor care au suferit oxidare. Conform definiției IUPAC, starea de oxidare este „o măsură a gradului de oxidare a unui atom dintr-o substanță. Este definit ca sarcina pe care un atom ar putea fi imaginat ca o are.” Starea de oxidare este o valoare întreagă și poate fi fie pozitivă, negativă sau zero. Starea de oxidare a unui atom este supusă modificării la reacția chimică. Dacă starea de oxidare este în creștere, atunci atomul se spune că este oxidat. Ca și în reacția de mai sus, magneziul are starea de oxidare zero și ionul de magneziu are starea de oxidare +2. Deoarece numărul de oxidare a crescut, magneziul s-a oxidat.
Reacție de reducere
Reducerea este opusul oxidarii. În ceea ce privește transferul de oxigen, în reacțiile de reducere se pierd oxigenul. În ceea ce privește transferul de hidrogen, reacțiile de reducere au loc atunci când se obține hidrogen. De exemplu, în exemplul de mai sus între metan și oxigen, oxigenul s-a redus deoarece a câștigat hidrogen. În ceea ce privește transferul de electroni, reducerea câștigă electroni. Deci, conform exemplului de mai sus, clorul este redus.
Care este diferența dintre reacția de oxidare și reacția de reducere?
• În reacțiile de oxidare, se câștigă oxigen și, în reacțiile de reducere, se pierde oxigen.
• În oxidare se pierde hidrogenul, dar în reducere se câștigă hidrogen.
• În reacțiile de oxidare, se pierd electroni, dar, în reacțiile de reducere, se câștigă electroni.
• În reacțiile de oxidare, starea de oxidare este crescută. Specia în curs de reducere își reduce starea de oxidare.
