- Kāds ir samazinājums?
- Skābekļa skaitlis
- Elektronegatīvs atoms
- Piemēri
- Samazinājums organiskajā ķīmijā
- Metāla ieguve
- Atsauces
Samazināšana ir viss, kas ķīmiskajā reakcijā, kur atomi viens no reaģentiem nonāk iegūstot elektronus; Ko var redzēt arī šādā veidā: tiek samazināta jūsu vakance vai elektroniskais “diskomforts”. Atoms iegūst elektronus, kad suga tos ziedo; tas ir, tas rūsē.
Šāda veida reakcija pati par sevi nevar notikt: ja viena suga pieņem elektronus, otrai no tām obligāti jāatsakās. Pretējā gadījumā matērija tiktu radīta no nekā, samazinot atomus pēc elektronu iegūšanas no vakuuma. Tāpēc tā ir redoksa (reducēšanās / oksidēšanās) pusreakcija.
Sudraba koka samazināšana. Avots: Gabriel Bolívar.
Ilustratīvs samazināšanas piemērs, ko var parādīt klasēs, ir reakcija starp vara metālisko virsmu un sudraba nitrāta AgNO 3 ūdens šķīdumu .
Šķīdumā sudrabs ir pozitīvi lādēti Ag + katjoni . Šie, mijiedarbojoties ar vara virsmu, kuras forma ir Ziemassvētku eglīte, noķer elektronus no vara atomiem. Kad tas notiek, varš sudrabu aizstāj nitrātu sālī; un rezultātā veidojas vara nitrāts, Cu (NO 3 ) 2 .
Cu 2+ katjoni kopā ar NO 3 - pārvērš šķīdumu zilganā krāsā; un sudrabs, balina Ziemassvētku eglīti it kā apklātu ar sniegu.
Kāds ir samazinājums?
Samazinājumā jau tika teikts, ka suga iegūst elektronus. Kā to var pārbaudīt ķīmiskajā vienādojumā? Piemēram, kā zināt reakcijas starp Cu un AgNO 3 vienādojumā, kad notiek reducēšanās? Lai to pārbaudītu, ir jānosaka oksidācijas numurs vai stāvoklis.
Elementiem to dabiskajā stāvoklī pēc definīcijas ir oksidācijas stāvoklis, kas vienāds ar nulli, jo tiek pieņemts, ka tie nav ne zaudējuši, ne ieguvuši elektronus. Tādējādi cietajiem metāliem nav nulles oksidācijas stāvokļa. Tādējādi sudrabs iet no +1 (Ag + ) līdz 0 (Ag). Metāla jonu lādiņš ir vienāds ar tā oksidācijas stāvokli.
No otras puses, elektroni nāca no vara: no 0 (Cu) līdz +2 (Cu 2+ ). Nitrātu anjons, NO 3 - paliek nemainīgs, bet abas metāli apmainās elektronus; tāpēc vienādojumu var uzrakstīt šādi:
2Ag + + Cu => 2Ag + Cu 2+
Ievērojiet, ka gan lādiņi, gan atomi ir līdzsvaroti.
Tieši no tā sastāv ķīmiskā redukcija: tādu elektronu ieguvumā, kas atomu oksidācijas stāvokļus padara mazāk pozitīvus nekā elektronu.
Skābekļa skaitlis
Skābekļi ir ļoti elektronegatīvi un oksidējoši atomi, tāpēc, kad atoms ar tiem veido savienojumus (piemēram, oksīdus), tiem ir pozitīvi oksidācijas stāvokļi. Jo lielāks ir skābekļa skaits, kas mijiedarbojas ar atomu, jo pozitīvāks ir tā oksidācijas stāvoklis; vai kas ir tas pats, ir vairāk sarūsējis.
Tāpēc, kad savienojumā ir mazāk skābekļa atomu, tiek uzskatīts, ka tas ir mazāk oksidēts; tas ir, atoms zaudē mazāk elektronu.
Klasisks piemērs ir oglekļa monoksīds un oglekļa dioksīds. CO oglekļa oksidācijas stāvoklis ir +2; savukārt CO 2 tā oksidācijas stāvoklis ir +4.
Tātad, ja reakcijā CO 2 tiek pārveidots par CO, tiek uzskatīts, ka notiek samazināšana; tā kā ogleklis tagad mijiedarbojas ar vienu skābekli, nevis ar diviem. Par pretēju reakciju, CO pārveidojot par CO 2 , mēs runājam par oglekļa oksidēšanu.
Tas attiecas uz visiem atomiem, īpaši uz metāliem to metālu oksīdos; piemēram, Cro 2 (Cr 4+ ) un Cro 3 (Cr 6 + ).
Ķīmiskajos vienādojumos, kur viena suga zaudē skābekli, bet otra suga to iegūst, tiek apgalvots, ka notiek skābekļa pārnešana.
Elektronegatīvs atoms
Jūs vienmēr varat noteikt, vai ir notikusi reducēšanās, mainot oksidācijas stāvokli uz mazāk pozitīvu vērtību. Kā tikko paskaidrots, ātrs veids, kā pateikt, pat neveicot matemātiku, ir novērot, vai savienojumā ir samazināts skābekļa atoms.
Tas pats var notikt ar jebkuru citu atomu, kas ir vairāk elektronegatīvs nekā atoms, kas iegūst vai zaudē elektronus.
Piemēram, ja CF 4 reaģē tā, ka tas kļūst par CH 4 , tad tiek uzskatīts, ka ir notikusi reducēšanās; jo fluors ir daudz elektronegatīvāks par ūdeņraža atomu. Tā rezultātā ogleklis ir mazāk oksidēts CH 4 nekā CF 4 , tas ir tas pats, kas teikt, ka tas ir samazināts.
Piemēri
Samazinājums organiskajā ķīmijā
CF 4 un CH 4 piemērs atspoguļo to, kas notiek organiskajās reakcijās, kur atoma daļējā lādiņa samazināšana tiek uzskatīta par elektronisku ieguvumu. Tas daudz attiecas uz skābekļa saturošo funkcionālo grupu samazināšanu.
Piemēram, ņemiet vērā grupas ROH, RCHO un COOH. Pirmais atbilst spirtiem, kur ogleklis saistās ar skābekli (C-OH); otrā ir aldehīdu grupa, kur ogleklis veido divkāršu saiti ar skābekli un ir saistīts arī ar ūdeņradi (C = OH); un trešais ir karboksilgrupa.
Karboksilgrupā ogleklis veido divkāršu saiti ar vienu O un vienu saiti ar citu O (HO-C = O).
Tādēļ redukcija notiek, ja karbonskābi pārveido par spirtu:
RCOOH => ROH
Metāla ieguve
Ķīmiskā reducēšana ir ārkārtīgi svarīga metālu ieguves procesos no to minerāliem. Dažas no šīm reakcijām:
HgS + O 2 => Hg + SO 2
Dzīvsudraba sulfīds tiek samazināts līdz metāliskam dzīvsudrabam.
Cu 2 S + O 2 => 2 Cu + SO 2
Vara sulfīds tiek reducēts līdz metāliskam varam.
2ZnS + 3O 2 => 2ZnO + 2SO 2
ZnO + C => Zn + CO (ņemiet vērā O nodošanu)
Cinka sulfīdu vispirms reducē līdz tā monoksīdam un pēc tam - par metālu.
Fe 2 O 3 + 3CO => 2Fe + 3CO 2
Dzelzs oksīds tiek reducēts par metālisku dzelzi.
WO 3 + 3H 2 => W + 3H 2 O
Un volframa trioksīds tiek samazināts par metālisku volframu.
Kā vingrinājumu var noteikt metāla oksidācijas numuru pirms tā samazināšanas.
Atsauces
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija. (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
- Ķīmija LibreTexts. (2018. gada 9. decembris). Oksidācijas-reducēšanas reakcijas. Atgūts no: chem.libretexts.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 4. jūlijs). Redukcijas definīcija ķīmijā. Atgūts no: domaco.com
- Hultzmans R. (2019). Samazinājums ķīmijā: definīcija un pārskats. Pētījums. Atgūts no: study.com
- Klarks J. (2013). Oksidācijas un reducēšanās definīcijas (redokss). Atgūts no: chemguide.co.uk
- Skolotāju skats. (sf). Samazināšanas reakcija. Atgūts no: chemistry.tutorvista.com