Główna różnica – środek redukujący a środek utleniający

Reduktory i utleniacze to związki chemiczne biorące udział w reakcjach redoks. Związki te są reagentami reakcji redoks. Główną różnicą między środkiem redukującym a utleniającym jest że środek redukujący może tracić elektrony i ulegać utlenieniu, podczas gdy środek utleniający może zdobywać elektrony i ulegać redukcji.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest środek redukujący – Definicja, właściwości, mechanizmy reakcji, przykłady 2. Co to jest środek utleniający – Definicja, właściwości, mechanizmy reakcji, przykłady 3. Jaka jest różnica między środkiem redukującym a utleniającym? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: reakcja połowa, utlenianie, stan utlenienia, środek utleniający, reakcja redoks, środek redukujący, redukcja

Co to jest środek redukujący

Środek redukujący to substancja, którą można utlenić, tracąc część swoich elektronów. Utrata elektronów powoduje, że środek redukujący uzyskuje ładunek dodatni, ponieważ ładunek atomu jest zależny od zrównoważenia dodatniego ładunku jądra przez ujemny ładunek elektronów. Dlatego po utracie elektronów nie ma wystarczającej ilości ładunków ujemnych, aby zrównoważyć odpowiedni ładunek dodatni jądra. W ten sposób pozostaje ładunek dodatni. Ten ładunek nazywa się stanem utlenienia atomu.

Środek redukujący może być substancją zawierającą ten sam pierwiastek lub różne pierwiastki. Aby być środkiem redukującym, związek składający się z kilku pierwiastków powinien mieć co najmniej jeden pierwiastek na niższym możliwym stopniu utlenienia, aby ten pierwiastek mógł utleniać się do wyższego stopnia utlenienia, tracąc swoje elektrony. Na przykład SO₃^2- może działać jako środek redukujący. Atom siarki jest tam na +4 stopniu utlenienia. Najwyższy stopień utlenienia, jaki może utrzymać siarka, wynosi +6. Dlatego siarka w stanie +4 może zostać utleniona do stanu utlenienia +6.

W reakcjach redoks ogólną reakcję uzyskuje się z połówkowych reakcji zachodzących w tym układzie. Dwie połówkowe reakcje to reakcja utleniania i reakcja redukcji. Reakcja utleniania zawsze reprezentuje utlenianie środka redukującego.

W chemii organicznej Red-Al lub redukujący związek glinu jest powszechnie stosowanym środkiem redukującym. Poniższy rysunek przedstawia grupy funkcyjne, które są redukowane przez ten związek.

Rysunek 1: Reakcje Red-Al.

Reakcje utleniania środków redukujących

Poniżej przedstawiono rodzaje reakcji, którym podlegają środki redukujące.

Utlenianie stanu zerowego utleniania do dodatniego stanu utleniania

Lit (Li) jest silnym środkiem redukującym, ponieważ łatwo traci elektron, uzyskując stopień utlenienia +1. Połowa reakcji byłaby,

Li → Li⁺¹ + e^–

Utlenianie dodatniego stanu utleniania do wyższego dodatniego stanu utleniania

h₂C₂O₄ jest również dobrym środkiem redukującym. Stan utlenienia atomu C wynosi +3. Najwyższy stopień utlenienia, jaki może mieć atom C, to +4. Dlatego może utleniać się do CO₂. Połowa reakcji to:

h₂C₂O₄ → 2CO₂ + 2 godz⁺ + 2e^–

Utlenianie negatywnego stanu utleniania do stanu zerowego utleniania

O₂ można wyprodukować z O^2- w tlenkach. Na przykład Ag₂O może być utleniony do Ag i O₂.

2Ag₂O → 4 Ag + O₂

Utlenianie Negatywnego Stanu Utleniania w Pozytywny Stan Utleniania

Utlenianie H₂S ile to H₂WIĘC₄ powodują zmianę stopnia utlenienia siarki od -2 do +6.

S^2- + 4 godz₂O → SO₄^2- + 8 godzin⁺ + 8e^–

Co to jest środek utleniający

Środek utleniający to substancja, którą można zredukować poprzez uzyskanie elektronów. Dlatego nazywa się go odbiornikiem lub akceptorem elektronów w reakcjach redoks. Reakcja połówkowa redukcji jest reakcją, której podlegają środki utleniające. Gdy elektrony są pozyskiwane z zewnątrz, jest więcej ładunków ujemnych, których jądro nie może całkowicie zneutralizować. Dlatego atom otrzymuje ładunek ujemny. Ale jeśli ta redukcja zachodzi w dodatnio naładowanym atomie, może uzyskać niższy ładunek dodatni lub ładunek obojętny.

Rysunek 2: Reduktor C2H4O powoduje redukcję Ag+ do Ag. Tam stopień utlenienia aldehydu węglowego (I) jest utleniany do (III) w karboksylowym atomie węgla.

W utleniaczach redukcja powoduje zmniejszenie stopnia utlenienia atomu. Na przykład, jeśli istnieje atom o ładunku dodatnim (takim jak Na⁺), można go zredukować do zerowego stanu utlenienia (Na⁺ na Na). Podobnie atom lub cząsteczka o zerowym ładunku (np. O₂) można zredukować do ładunku ujemnego (O₂ do 2O^2-).

Reakcje redukcyjne środków utleniających

Redukcja czynników utleniających może następować głównie w następujący sposób.

Redukcja stanu zerowego utlenienia do ujemnego stanu utlenienia

Tlen (O₂) i ozonu (O₃) mogą działać jako utleniacze. Zmniejszają się do O^2-. Ta zredukowana forma może być zawarta w różnych formach, takich jak O^2- w H₂O i CO₂.

O₂ + 4 godz⁺ + 4e^– → 2H₂O

Redukcja dodatniego utleniania do niższego dodatniego stanu utleniania

Mangan (Mn) z MnO₄^– można zredukować do Mn⁺² lub MnO₂ (Mn⁺⁴).

MnO₄^– + 8 godzin⁺ + 5e^– → Mn⁺² + 4 godz₂O

Redukcja dodatniego stanu utlenienia do stanu zerowego utlenienia

HF (-1 stopień utlenienia F) można zredukować do F₂ (zerowy stopień utlenienia F).

2 HF → F₂ + H₂

2F^– → F₂ + 2e^–

Redukcja dodatniego stanu utleniania do ujemnego stanu utleniania

Siarka w SO₄^-2 (+6 stopień utlenienia) można zredukować do H₂S (-2 stopień utlenienia).

WIĘC₄^2- + 8 godzin⁺ + 8e^– → S^2- + 4 godz₂O

Różnica między środkiem redukującym a utleniającym

Definicja

Środek redukujący: Środek redukujący to substancja, którą można utlenić, tracąc część swoich elektronów.

Środek utleniający: Środek utleniający to substancja, którą można zredukować poprzez uzyskanie elektronów.

Stan utleniania

Środek redukujący: Zwiększa się stopień utlenienia środka redukującego.

Środek utleniający: Zmniejsza się stopień utlenienia środka utleniającego.

Wymiana elektronów

Środek redukujący: Środek redukujący pełni rolę donora elektronów.

Środek utleniający: Utleniacz działa jako odbiornik elektronów.

Zmiana stanu utleniania w agencie

Środek redukujący: Reduktor utlenia się podczas reakcji.

Środek utleniający: Środek utleniający jest redukowany podczas reakcji.

Zmiana stanu utlenienia w innych reagentach

Środek redukujący: Środek redukujący powoduje redukcję innego reagenta.

Środek utleniający: Środek utleniający powoduje utlenianie innego reagenta.

Wniosek

Reduktory i utleniacze to związki chemiczne biorące udział w reakcjach redoks. Główna różnica między środkiem redukującym a utleniającym polega na tym, że środek redukujący może tracić elektrony i ulegać utlenieniu, podczas gdy środek utleniający może zdobywać elektrony i ulegać redukcji.

Bibliografia:

1. „Silne środki utleniające”. Chemia LibreTexts. Libretexts, 21 lipca 2016. Sieć. Dostępny tutaj. 03 lipca 2017.2.”Reakcje utleniania – redukcji.” Środki utleniające i redukujące. n.p., b.d. Sieć. Dostępny tutaj. 03 lipca 2017.3.”Środek redukujący – definicja i przykład | Reduktor”. Chemia. Zajęcia Byjus, 09.11.2016. Internet. Dostępny tutaj. 03 lipca 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Red-Al Reductions” Jimesq – Praca własna (CC0) za pośrednictwem Commons Wikimedia2. „Redox Tollens Oxidationszahlen C” Von DMKE – Eigenes Werk (CC BY-SA 2.5) przez Commons Wikimedia