Redoks reakcija: Razlika med redakcijama

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
TXiKiBoT (pogovor | prispevki)
m robot Dodajanje: ar, bg, bs, ca, cs, da, de, eo, es, et, eu, fa, fi, fr, he, hi, hr, id, io, it, ja, ko, lt, nl, pl, pt, ru, sk, sq, sv, th, uk, ur, zh
Yoda (pogovor | prispevki)
Vrstica 96: Vrstica 96:
{{seznam referenc}}
{{seznam referenc}}


{{kemijska škrbina}}
[[Kategorija:Kemijske reakcije]]
[[Kategorija:Kemijske reakcije]]



Redakcija: 20:57, 10. april 2009

Zgorevanje je redoks reakcija, v kateri se les oksidira s kisikom iz zraka v ogljikov dioksid in vodo.

Redoks reakcija ali redukcijsko-oksidacijska reakcija je vsaka kemijska reakcija, v kateri atomi spremenijo svoje oksidacijsko stanje. Enostavni redoks reakciji sta oksidacija ogljika (C) v ogljikov dioksid (CO2) in redukcija ogljika v metan (CH4). Reakcije so lahko tudi bolj zapletene. Takšna je, na primer, oksidacija sladkorjev v človeškem organizmu, ki poteka v nizu zelo zapletenih procesov prenosov elektronov.

Izraz redoks izhaja iz pojmov redukcije in oksidacije (gorenja), ki ju lahko na enostaven način definiramo kot

Oksidacija oddajanje elektronov snov, ki oddaja elektrone
je reducent
njegovo oksidacijsko stanje
se poveča
Redukcija sprejemanje elektronov snov, ki sprejema elektrone
je oksidant
njegovo oksidacijsko stanje
se zmanjša

Takšna definicija ustreza večini redoks reakcij, vendar ni povsem točna, ker govori o prenosu elektronov, do katerega pa v mnogih reakcijah sploh ne pride. Takšne so, na primer, reakcije, v katerih so reaktanti in produkti spojine s kovalentnimi vezmi. Oksidacija je zato bolje definirana kot povečanje oksidacijskega stanja, redukcija pa kot zmanjšanje oksidacijskega stanja.

Reakcije, v katerih ne pride do spremembe oksidacijskih stanj, so dvojne substitucije ali metateze.

Oksidanti in reducenti

Oksidanti so snovi, ki lahko oksidirajo druge snovi, oziroma snovi, ki drugim snovem odvzemajo elektrone, same pa se pri tem reducirajo. Zaradi lastnosti, da od drugih snovi sprejemajo elektrone, se imenujejo tudi akceptorji elektronov.

Oksidanti so praviloma spojine, ki vsebujejo elemente v visokih oksidacijskih stanjih, na primer H2O2 (O-), MnO4- (Mn7+ ), CrO3 (Cr6+), Cr2O72- (Cr6+) in OsO4 (Os8+), ali zelo elektronegativni elementi, ki radi sprejmejo enega ali dva elektrona (O2, F2, Cl2, Br2).

Reducenti so snovi, ki lahko reducirajo druge snovi, oziroma snovi, ki drugim snovem oddajajo elektrone, same pa se pri tem oksidirajo. Zaradi lastnosti, da drugim snovem oddajajo elektrone, se imenujejo tudi donorji elektronov.

Reducenti so kemično zelo različni: elektropozitivne elementarne kovine (Li, Na, Mg, Fe, Zn, Al), kovinski hidridi (NaBH4, LiAlH4), ki se zelo pogosto uporabljajo v organski kemiji,[1][2] predvsem za redukcijo karbonilnih spojin v alkohole in plinasti vodik (H2) v kombinaciji s paladijevimi (Pd), platinskimi (Pt) in nikljevimi (Ni) katalizatorji. Tovrstne katalitske redukcije se uporabljajo predvem za redukcijo dvojnih in trojnih vezi med ogljikovimi atomi (alkeni, alkini).

Kemija gleda na redukcijsko-oksidacijske procese kot na prenose elektronov z reducenta na oksidant. Reducent pri tem izgubi svoje elektrone in se oksidira, oksidant pa elektrone sprejme in se reducira. Kombinacijo oksidanta in reducenta, ki sta udeležene v neki reakciji, imenujemo redoks par.

Primeri redoks reakcij

Dober primer redoks reakcije je spajanje vodika in fluora:

Reakcijo lahko razstavimo na dve polreakciji. Oksidacijo:

in redukcijo:

Z analizo vsake polreakcije posebej postane celotna reakcija pogosto mnogo bolj razumljiva in pregledna. Število oddanih in prejetih elektronov mora biti enako.

Elementi, tudi tisti v obliki molekul, imajo oksidacijsko stanje nič. V prvi polreakciji se vodik oksidira iz oksidacijskega stanja 0 v oksidacijsko stanje +1, v drugi polreakciji pa se fluor reducira iz oksidacijskega stanja 0 v oksidacijsko stanje -1.

Ko se obe polreakciji seštejeta, se elektroni izničijo

ioni pa se preuredijo v vodikov fluorid:

Enojne substitucije

Enojne substitucije so istočasno tudi redoks reakcije, v katerih nekateri atomi spremenijo svoja oksidacijska stanja, do prave zamenjave atomov v spojini pa ne pride.

Takšna je, na primer, reakcija med železom (Fe) in vodno raztopino bakrovega(II) sulfata (CuSO4):

Reakcijo lahko napišemo tudi v ionski obliki:

Iz polreakcij je razvidno, da se železo oksidira:

baker pa reducira:

Druge reakcije

  • Oksidacija železa(II) v železo(III) v prisotnosti kislin:
Obe reakciji se lahko združita v reakcijo:
  • Redukcija nitratov v dušik v prisotnosti kislin:
  • Zgorevanje ogljikovodikov v pečeh ali motorjih z notranjim zgorevanjem. Pri popolnem zgorevanju nastajajo ogljikov dioksid (CO2), voda (H2O) in toplota. Pri delnem zgorevanju nastaja ogljikov monoksid (CO) ali celo saje (ogljik, C).
  • V organski kemiji je znana postopna oksidacija alkanov, v kateri nastanejo zaporedoma alkoholi, aldehidi ali ketoni, karboksilne kisline in peroksidi in nazadnje ogljikov dioksid in voda.

Viri in opombe

  1. Hudlický, Miloš (1996). Reductions in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. str. 429. ISBN 0-8412-3344-6.
  2. Hudlický, Miloš (1990). Oxidations in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. str. 456. ISBN 0-8412-1780-7.