Kemian pelkistyksen määritelmä

Kemiassa termi pelkistyminen viittaa puolireaktioon, jossa kemiallinen aine, kuten atomi, molekyyli tai ioni, hyväksyy yhden tai useamman elektronin. Tämän prosessin seurauksena joidenkin elektroneja vastaanottavien lajien muodostavien atomien hapetusaste muuttuu negatiivisemmiksi, eli se vähenee, mistä tämän tyyppisen prosessin nimi.

Sanotaan, että pelkistyminen on puolireaktio, koska jotta se tapahtuisi, eli jotta kemiallinen laji voisi ottaa vastaan ​​yhden tai useamman elektronin, näiden elektronien on tultava jostain muusta kemiallisesta lajista, joka hävittää niitä, koska elektronit eivät siirry. löytyvät vapaasti luonnosta.

Toisin sanoen pelkistys ei voi tapahtua erillisenä prosessina, vaan se on osa (itse asiassa se vastaa puolta) elektroninvaihtoprosessista, jota kutsutaan hapetuspelkistykseksi.

Pelkistysprosessin vastine on hapetus, prosessi, jossa laji menettää elektroneja ja lisää hapetusastettaan.

Vähennyksen osat

Pelkistysprosessit esitetään, kuten mikä tahansa kemiallinen prosessi, kemiallisen yhtälön avulla. Kuten mikä tahansa kemiallinen yhtälö, se sisältää yhden tai useamman lähtöaineen, joka on sijoitettu yhtälön vasemmalle puolelle, yhden tai useamman tuotteen, joka on sijoitettu oikealle, ja reaktionuolen, joka on sijoitettu keskelle, erottaen lähtöaineet ja tuotteet.

hapettava aine

Kaikissa hapetus-pelkistysreaktioissa on aina yksi kemiallinen laji, joka hapetetaan ja toinen, joka pelkistyy. Pelkistetty laji on se, joka osallistuu pelkistyksen puolireaktioon. Koska tämä lajike pelkistyy (eli saa elektroneja) hapettavien lajien kustannuksella, prosessia voidaan pitää pelkistävän lajin hapettavana hapettavana aineena. Tästä syystä ensin mainittua kutsutaan hapettavaksi aineeksi .

pelkistetyt lajit

Edellä olevan perusteella hapetin on se kemikaali, joka pelkistää. Pelkistyessään se muuttuu uudeksi lajiksi, jolla on alhaisempi hapetusaste ja joka esiintyy puolireaktiotuotteiden joukossa. Tätä tuotetta kutsutaan pelkistetyksi lajiksi.

elektroneja

Pelkistyspuolireaktion reagenssien ja tuotteiden, eli hapettimen ja vastaavasti pelkistetyn lajin, lisäksi tämän puolireaktion kemiallinen yhtälö sisältää myös elektronit, jotka mainittu hapettava aine vangitsee. Näiden elektronien täytyy esiintyä reagoivien aineiden välissä, koska pelkistysprosessiin liittyy elektronien kuluttaminen hapettavan aineen toimesta.

Esimerkkejä pelkistyspuolireaktioista ja niiden osista

Esimerkki 1: Kloorin pelkistäminen kloridiksi

Otetaan esimerkkinä seuraava pelkistyspuolireaktio:

Tässä puolireaktiossa kaasumainen alkuainekloorimolekyyli vangitsee kaksi elektronia ja muuttuu kahdeksi kloridi-ioniksi. Alkuainetilassa kloorin hapetusaste on alun perin nolla. Kuitenkin jokainen klooriatomi, joka muodostaa Cl ₂ -molekyylin , poimii elektronin ja muuttuu kloridi-ioniksi, jossa kloorin hapetusaste on -1.

Yksinkertaisesti sanottuna kloorin hapetusaste meni 0:sta -1:een, joten se väheni yhdellä yksiköllä. Näin ollen se on pelkistysprosessi. Tässä esimerkissä pelkistettävä laji on kaasumainen kloorimolekyyli, joten tämä vastaa hapettavaa ainetta.

Toisaalta kemiallinen laji, jolla on pelkistetyt atomit, on tässä tapauksessa kloridi-ioni, joten tämä ioni on pelkistetty laji.

Esimerkki 2: Nitraatin pelkistäminen nitriitiksi

Edellinen esimerkki on erittäin helppo analysoida, koska se sisältää vain kaksi lajia ja yhden tyypin atomeja. Katsotaanpa nyt toista hieman monimutkaisempaa esimerkkiä:

Tässä tapauksessa on kaksi kandidaattia hapettavalle aineelle ja kaksi kandidaattia pelkistetylle lajille. Kuinka tunnistamme kumpi on kumpi? Suorin tapa on analysoida kunkin lajin kunkin atomin hapetusaste. Nämä on esitetty alla:

Kuten voidaan nähdä, tässä puolireaktiossa ainoa atomi, jonka hapetusaste muuttuu, on nitraatti-ionissa (NO 3 – _{) oleva typpi} ^, joka muuttuu +5:stä +3:een nitriitti-ionissa. Meillä saattaa olla houkutus sanoa, että typpi on hapettava aine, mutta muista, että hapettimien on oltava kokonaisia ​​kemiallisia lajeja, ei niiden osia. Tästä syystä hapettava aine tässä tapauksessa on nitraatti-ioni ja pelkistetty laji on nitriitti-ioni.

Huomaa, että pelkistysprosessit voidaan helposti tunnistaa analysoimalla läsnä olevien atomien hapetusasteen muutos. Kuitenkin paljon helpompi tapa tunnistaa ne on havaita, että mukana olevat elektronit ilmestyvät reaktanttien väliin, eli reaktionuolen vasemmalle puolelle.

Viitteet

BBC. (nd). Redox-reaktiot – Metallit – National 5 Chemistry Revision. Haettu osoitteesta https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zx2bh39/revision/5

Hapetus-pelkistysreaktioiden tasapaino. (2020, 30. lokakuuta). Haettu osoitteesta https://espanol.libretexts.org/@go/page/1930

Olson, MV (2021, 20. huhtikuuta). hapetus-pelkistysreaktio. Haettu Encyclopedia Britannicasta https://www.britannica.com/science/oxidation-reduction-reaction

Hapetus-pelkistysreaktiot. (2021, 1. huhtikuuta). Haettu osoitteesta https://chem.libretexts.org/@go/page/279