ความหมายของการลดลงของเคมี

ในวิชาเคมี คำว่ารีดักชันหมายถึงครึ่งปฏิกิริยาที่สารเคมี เช่น อะตอม โมเลกุล หรือไอออน รับอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ผลของกระบวนการนี้คือสถานะออกซิเดชันของอะตอมบางส่วนที่ประกอบกันเป็นสปีชีส์ที่รับอิเล็กตรอนจะกลายเป็นลบมากขึ้น นั่นคือ ลดลง จึงเป็นที่มาของชื่อกระบวนการประเภทนี้

กล่าวกันว่าการรีดักชันเป็นปฏิกิริยาเพียงครึ่งเดียวตั้งแต่นั้นมา เพื่อให้เกิดขึ้น นั่นคือสำหรับสารเคมีชนิดหนึ่งที่จะสามารถรับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าได้ อิเล็กตรอนเหล่านี้ต้องมาจากสารเคมีชนิดอื่นที่สูญเสียพวกมันไป เนื่องจาก ไม่มีการถ่ายเทอิเลคตรอนพบได้โดยอิสระในธรรมชาติ

กล่าวอีกนัยหนึ่งการลดลงไม่สามารถเกิดขึ้นเป็นกระบวนการเดี่ยวๆ ได้ แต่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนที่เรียกว่าการลดออกซิเดชัน

สิ่งที่คู่กันของกระบวนการรีดักชันคือออกซิเดชัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่สปีชีส์สูญเสียอิเล็กตรอนและเพิ่มสถานะออกซิเดชัน

ส่วนของการลดลง

กระบวนการรีดักชันจะแสดงเหมือนกระบวนการทางเคมีอื่นๆ โดยใช้สมการเคมี เช่นเดียวกับสมการเคมีใดๆ มันเกี่ยวข้องกับสารตั้งต้นอย่างน้อยหนึ่งตัวที่วางอยู่ด้านซ้ายของสมการ ผลิตภัณฑ์อย่างน้อยหนึ่งตัวที่วางอยู่ด้านขวา และลูกศรปฏิกิริยาที่วางอยู่ตรงกลาง เพื่อแยกสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ออกจากกัน

ตัวออกซิไดซ์

ในปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันใดๆ จะมีสารเคมีหนึ่งชนิดที่ถูกออกซิไดซ์และอีกชนิดหนึ่งที่ถูกรีดิวซ์เสมอ สปีชีส์ที่ถูกรีดิวซ์คือสปีชีส์ที่เข้าร่วมในครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน เนื่องจากสปีชีส์นี้ถูกรีดิวซ์ (กล่าวคือ ได้รับอิเลคตรอน) ด้วยค่าใช้จ่ายของสปีชีส์ที่ออกซิไดซ์ กระบวนการนี้สามารถมองได้เมื่อสปีชีส์รีดิวซ์กำลังออกซิไดซ์สปีชีส์ที่ออกซิไดซ์ ด้วยเหตุนี้ อดีตจึงเรียกว่าตัวออกซิไดซ์ .

สายพันธุ์ที่ลดลง

จากข้อมูลข้างต้น สารออกซิไดซ์คือสารเคมีที่รีดิวซ์ เมื่อรีดักชัน มันจะกลายเป็นสปีชีส์ใหม่ที่มีสถานะออกซิเดชันต่ำกว่า ซึ่งปรากฏอยู่ในผลิตภัณฑ์ของครึ่งปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์นี้เรียกว่าสปีชีส์ที่ลดลง

อิเล็กตรอน

นอกจากรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์ของครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน นั่นคือ ตัวออกซิไดซ์และสปีชีส์รีดิวซ์ ตามลำดับ สมการเคมีของครึ่งปฏิกิริยานี้ยังรวมถึงอิเล็กตรอนที่กล่าวว่าตัวออกซิไดซ์จับด้วย อิเล็กตรอนเหล่านี้ต้องปรากฏอยู่ระหว่างสารตั้งต้นเนื่องจากกระบวนการรีดักชันเกี่ยวข้องกับการใช้อิเล็กตรอนโดยตัวออกซิไดซ์

ตัวอย่างของครึ่งปฏิกิริยารีดักชันและส่วนต่างๆ

ตัวอย่างที่ 1: การรีดิวซ์คลอรีนเป็นคลอไรด์

ยกตัวอย่างครึ่งปฏิกิริยาการลดต่อไปนี้:

ในครึ่งปฏิกิริยานี้ โมเลกุลคลอรีนที่เป็นธาตุที่เป็นก๊าซจะจับอิเล็กตรอนสองตัวและเปลี่ยนเป็นคลอไรด์ไอออนสองตัว คลอรีนเดิมมีสถานะออกซิเดชั่นเป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม อะตอมของคลอรีนแต่ละอะตอมที่ประกอบกันเป็นโมเลกุล Cl ₂จะรับอิเล็กตรอนเพื่อกลายเป็นคลอไรด์ไอออน ซึ่งคลอรีนมีสถานะออกซิเดชันเป็น -1

พูดง่ายๆ ก็คือสถานะออกซิเดชันของคลอรีนเปลี่ยนจาก 0 เป็น -1 ดังนั้นจึงลดลงหนึ่งหน่วย จึงเป็นการลดขั้นตอน ในตัวอย่างนี้ สปีชีส์ที่ถูกรีดิวซ์คือโมเลกุลของก๊าซคลอรีน ดังนั้นสิ่งนี้จึงสอดคล้องกับตัวออกซิไดซ์

ในทางกลับกัน สปีชีส์เคมีที่มีอะตอมรีดิวซ์คือ ในกรณีนี้คือคลอไรด์ไอออน ดังนั้นไอออนนี้จึงเป็นรีดิวซ์สปีชีส์

ตัวอย่างที่ 2: การรีดิวซ์ไนเตรตเป็นไนไตรท์

ตัวอย่างก่อนหน้านี้วิเคราะห์ได้ง่ายมากเนื่องจากเกี่ยวข้องกับสองสปีชีส์และอะตอมประเภทเดียว ทีนี้มาดูตัวอย่างที่ซับซ้อนกว่านี้เล็กน้อย:

ในกรณีนี้ มีตัวเลือกสองตัวสำหรับตัวออกซิไดซ์และสองตัวสำหรับสปีชีส์ที่ลดลง เราจะระบุได้อย่างไรว่าอันไหนคืออะไร? วิธีที่ตรงที่สุดคือการวิเคราะห์สถานะออกซิเดชันของแต่ละอะตอมในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด สิ่งเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง:

ดังที่เห็นได้ในครึ่งปฏิกิริยานี้ อะตอมเดียวที่มีการเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันคือไนโตรเจนในไนเตรตไอออน (NO 3 – ₎ ^ซึ่งเปลี่ยนจาก +5 เป็น +3 ในไนไตรท์ไอออน เราอาจถูกล่อลวงให้พูดว่าไนโตรเจนเป็นตัวออกซิไดซ์ แต่โปรดจำไว้ว่าตัวออกซิไดซ์ต้องเป็นสารเคมีทั้งชนิด ไม่ใช่บางส่วน ด้วยเหตุนี้ ตัวออกซิไดซ์ในกรณีนี้คือไนเตรตไอออน และชนิดรีดิวซ์คือไนไตรต์ไอออน

โปรดทราบว่ากระบวนการรีดักชันสามารถระบุได้ง่ายโดยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม วิธีที่ง่ายกว่ามากในการจำแนกพวกมันคือการสังเกตว่าอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องปรากฏขึ้นระหว่างสารตั้งต้น นั่นคือที่ด้านซ้ายของลูกศรปฏิกิริยา

อ้างอิง

บีบีซี (น). ปฏิกิริยารีดอกซ์ – โลหะ – แห่งชาติ 5 เคมี Revision. สืบค้นจากhttps://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zx2bh39/revision/5

สมดุลของปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน (2563, 30 ตุลาคม). สืบค้นจากhttps://espanol.libretexts.org/@go/page/1930

Olson, MV (2021, 20 เมษายน) ปฏิกิริยาออกซิเดชั่น-รีดักชั่น. สืบค้นจากสารานุกรม Britannica https://www.britannica.com/science/oxidation-reduction-reaction

ปฏิกิริยาออกซิเดชั่น-รีดักชั่น. (2021, 1 เมษายน). สืบค้นจากhttps://chem.libretexts.org/@go/page/279