Oxidační-redukční reakce

Slovo "oxidace" původně znamenalo interakci určité látky s kyslíkem s tvorbou oxidu, protože kyslík byl historicky uznán jako první oxidant. Oxidace byla chápána jako přídavek kyslíku a při obnově byl návrat kyslíku. Takže termín "oxidace-redukce" dlouho pracoval na chemii. Oxidace-redukční reakce se později začaly považovat za takové procesy, v důsledku čehož dochází k přenosu elektronů z jednoho na druhý atom, takže tento termín získal širší význam. Například, když hořčík spaluje v kyslíku: 2Mg + O2 → 2MgO, elektrony se přenášejí z hořčíku na kyslík.

Oxidační-redukční reakce jsou charakterizovány skutečností, že v nich reagují reaktanty, nazývané oxidanty a redukční činidla. Látky, jejichž atomy uvolňují elektrony, se považují za redukční látky. Chemické sloučeniny, jejichž atomy berou elektrony, se nazývají oxidanty. Ve výše uvedené reakci je hořčík redukčním činidlem, zatímco sám oxiduje, to znamená, že dává elektron. Kyslík je obnoven - obsahuje elektron a je oxidačním činidlem. Jiný příklad: CuO + H2 → Cu + H2O. Po zahřátí oxid měďnatý Ve vodíku proudí měď ionty elektrony z vodíku. Jako oxidační činidlo se redukují na elementární měď. Atomy vodíku dávají elektrony jako redukční činidlo a samotný vodík se oxiduje.

Oxidační a redukční procesy se tak objevují současně: redukční činidla se oxidují a oxidanty se redukují. Oxidační-redukční reakce dostaly takový název, protože mezi těmito recipročními procesy existuje nerozlučné spojení. To znamená, že pokud existují atomy, které se vzdávají elektronů, jistě existují ty, které tyto elektrony berou. V tomto případě se mění jak okysličovadlo, tak redukční činidlo stupeň oxidace. V důsledku toho mohou být chemické sloučeniny tvořeny jakýmkoliv typem vazby atomů v molekulách.

Hlavní typy oxidačních redukčních reakcí jsou:

1. Intermolekulární - oxidovatelná a redukovatelné atomy zahrnuty v molekulách různých chemických látek, například: 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2uarr- (zinek - redukční činidlo vodík kation - oxidační činidlo).
2. Intramolekulární oxidační a redukční atomy jsou součástí molekuly stejné chemické látky, například: KClO3 → 2KCl + 3O2uarr- (v molekule bertolet redukční činidlo kyslíku, oxidační činidlo na bázi chlóru).
3. Autooxidace-samoregenerační nebo disproporcionace - stejný chemický prvek v reakci se jedná o redukční činidlo a oxidační činidlo, například: 3HNO2 → HNO3 + 2NOuarr- + H2O (atom dusíku v kyselina dusitá je jak redukční činidlo a oxidační činidlo, oxidační produkt - je kyselina dusičná, redukce produktů - oxid dusnatý).
4. Konformace nebo reproporce je stejný chemický prvek, který v molekule má různé stupně oxidace, což vede k jedinému oxidačnímu stavu, například: NH4NO3 → N2O + 2H2O.

Oxidace-redukční reakce mohou být prezentovány v obecné nebo elektronické podobě. Můžeme uvažovat o příkladu chemické interakce: 2FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + 2HCl. Zde je atom železa oxidačním činidlem, protože to vyžaduje jeden elektron a změní oxidační stav z +3 na +2: Fe + sup3- + e → Fe + ². Sírový iont je redukční činidlo, oxiduje, dává elektron a změní oxidační stav z -2 na 0: S ² - e → S °. Pro uspořádání stechiometrických koeficientů v rovnici se používají metody elektronické nebo iontově-elektronické rovnováhy.

Redox reakce jsou velmi rozšířené a velký význam, protože tvoří základ spalovací procesy rozkladu rozpadu, dýchání, metabolismus, asimilaci rostlin oxidu uhličitého, jakož i na jiných biologických procesů. Používají se také v různých průmyslových odvětvích k výrobě kovů a nekovů z jejich sloučenin. Například jsou založeny na příjem amoniaku, síry a kyselina dusičná, některé stavební materiály, léky a mnoho dalších důležitých produktů. Používají se také v analytické chemii k určení různých chemických sloučenin.