Så här identifierar du en redoxreaktion

Innan du lär dig att identifiera en Redox-reaktion, måste man förstå vad som menas med Redox-reaktion. Redoxreaktioner betraktas som elektronöverföringsreaktioner. Det ingår i både organisk kemi och oorganisk kemi. Den fick sitt namn "Redox" eftersom en redoxreaktion består av en oxidationsreaktion och en reducerande reaktion. Bestämning av oxidationsnumret är nyckeln till identifiering av en redoxreaktion. I denna artikel diskuteras typerna av redoxreaktioner, vilket ger exempel på varje redoxreaktion, halva reaktionerna i en redoxreaktion och förklarar också reglerna för bestämning av oxidationsantal och variationerna i oxidationstal.

Vad är en redoxreaktion

Syrabasreaktioner karakteriseras av en protonöverföringsprocess, på samma sätt innefattar oxidationsreduktion eller redoxreaktioner en elektronöverföringsprocess. En redoxreaktion har två halva reaktioner, nämligen oxidationsreaktion och reduktionsreaktionen. Oxidationsreaktion involverar förlust av elektroner och reduktionsreaktionen involverar acceptans av elektroner. Därför innehåller en redoxreaktion två arter, oxidationsmedel genomgår oxidationshalvreaktionen och reduktionsmedlet genomgår den reducerande halvreaktionen. Graden av reduktion i en redoxreaktion är lika med graden av oxidation; det vill säga antalet elektroner som förloras från oxidationsmedlet är lika med antalet elektroner som accepteras av reduktionsmedlet. Det är en balanserad process när det gäller elektronutbyte.

Så här identifierar du en redoxreaktion

Hitta Oxidationsnummer:

För att identifiera en redoxreaktion måste vi först veta oxidationsstatusen för varje element i reaktionen. Vi använder följande regler för att tilldela oxidationsnummer.

• De fria elementen, som inte kombineras med andra, har oxidationsnumret noll. Således har atomer i H₂, Br₂, Na, Be, Ca, K, O₂ och P₄ har samma oxidationsnummer noll.

• För joner som består av endast en atom (monoatomiska joner) är oxidationsnumret lika med laddningen på jonen. Till exempel:

na⁺, Li⁺ och K⁺ har oxidationsnumret +1.
F^-, jag^-, cl^- och Br^- har oxidationsnumret -1.
Ba²⁺, Ca²⁺, fe²⁺ och Ni²⁺ har oxidationsnumret +2.
O^2- och S.^2- har oxidationsnumret -2.
al³⁺ och Fe³⁺ har oxidationsnumret +3.

• Det vanligaste oxidationsantalet syre är -2 (O^2-: MgO, H₂O), men i väteperoxid är det -1 (O2^2- : H₂O₂).

• Det vanligaste oxidationsantalet väte är +1. När den är bunden till metaller i grupp I och grupp II är oxidationsnumret -1 (LiH, NaH, CaH₂).
• Fluor (F) visar endast -1 oxidationsstatus i alla dess föreningar, andra halogener (Cl^-, Br^- och jag^-) har både negativa och positiva oxidationsnummer.

• I en neutral molekyl är summan av alla oxidationsnummer lika med noll.

• I en polyatomisk jon är summan av alla oxidationsantal lika med laddningen på jonen.

• Oxideringsnummer behöver inte vara heltals.

Exempel: Superoxidjon (O2^2-) - Syre har -1/2 oxidationsstatus.

Identifiera oxidationsreaktionen och reduktionsreaktionen:

Tänk på följande reaktion.

2Ca + O2 (g) -> 2CaO (s)

Steg 1: Bestäm oxidationsmedel och reduktionsmedel. För detta behöver vi identifiera deras oxidationsnummer.

2Ca + O₂(g) -> 2CaO (s)
0 0 (+2) (-2)

Båda reaktanterna har oxidationsnumret noll. Kalcium ökar sitt oxidationstillstånd från (0) -> (+2). Därför är det oxidationsmedlet. Omvänt, i oxigen minskar oxidationstillståndet från (0) -> (-2). Därför är syre reduktionsmedlet.

Steg 2: Skriv halvreaktioner för oxidationen och reduktionen. Vi använder elektroner för att balansera avgifterna på båda sidor.

Oxidation: Ca (s) -> Ca²⁺ + 2e - (1)
Reduktion: O₂ + 4e -> 2O^2- -(2)

Steg 3: Erhålla redoxreaktionen. Genom att lägga till (1) och (2) kan vi få redoxreaktionen. Elektroner i halva reaktionerna bör inte uppträda i en balanserad redoxreaktion. För detta måste vi multiplicera reaktion (1) med 2 och sedan lägga till den med reaktion (2).

(1) * 2 + (2):
2Ca (s) -> 2Ca²⁺ + 4e - (1)
O₂ + 4e -> 2O^2- -(2)
--
2Ca + O2 (g) -> 2CaO (s)

Identifiera redoxreaktioner

Exempel: Tänk på följande reaktioner. Vilken som liknar en redoxreaktion?

Zn (s) + CuSO₄(aq) -> ZnSO₄(aq) + Cu (s)

HCl (aq) + NaOH (aq) -> NaCl (aq) + H₂O (l)

I en redoxreaktion förändras oxidationsantal i reaktanter och produkter. Det bör finnas en oxiderande art och en reducerande art. Om oxidationsantalet av element i produkterna inte förändras kan det inte betraktas som en redoxreaktion.

Zn (s) + CuSO₄(aq) -> ZnSO₄(aq) + Cu (s)
Zn (0) Cu (+2) Zn (+2) Cu (0)
S (+6) S (+6)
O (-2) 0 (-2)

Detta är en redoxreaktion. Eftersom zink är oxidationsmedlet (0 -> (+2) och koppar är reduktionsmedlet (+2) -> (0).

HCl (aq) + NaOH (aq) -> NaCl (aq) + H₂O (l)
H (+1), Cl (-1) H (+1), O (-2), H (+1) Na (+1)

Detta är inte en redoxreaktion. Eftersom reaktanterna och produkterna har samma oxidationsnummer. H (+1), Cl (-1), Na (+1) och O (-2)

Typer av redoxreaktioner

Det finns fyra olika typer av redoxreaktioner: kombinationsreaktioner, sönderdelningsreaktioner, förskjutningsreaktioner och disproportioneringsreaktioner.

Kombinationsreaktioner:

Kombinationsreaktioner är reaktionerna i vilka två eller flera ämnen kombineras för att bilda en enda produkt.
A + B -> C
S (s) + O₂(g) -> SO₂(G)
S (0) 0 (0) S (+4), 0 (-2)

3 mg (s) + N₂(g) -> Mg₃ N₂(S)
Mg (0) N (0) Mg (+2), N (-3)

Nedbrytningsreaktioner:

Vid sönderdelningsreaktioner bryts en förening ned i två av flera komponenter. Det är motsatsen till kombinationsreaktioner.

C -> A + B
2HgO (s) -> 2Hg (1) + O₂(G)
Hg (+2), O (-2) Hg (0) 0 (0)

2 NaH (s) -> 2 Na (s) + H₂ (G)
Na (+1), H (-1) Na (0) H (0)

2 KClO₃(er) -> 2KCl (s) + 3O₂(G)

Förskjutningsreaktioner:

I en förskjutningsreaktion ersätts en jon eller atom i en förening med en jon eller en atom av en annan förening. Förskjutningsreaktioner har ett stort antal applikationer inom industrin.

A + BC -> AC + B

Väteförskjutning:

Alla alkalimetaller och vissa alkaliska metaller (Ca, Sr och Ba) ersätts med väte från kallt vatten.

2Na (s) + 2H₂O (1) -> 2NaOH (aq) + H₂(G)
Ca (s) + 2H₂O (l) -> Ca (OH)₂ (aq) + H₂(G)

Metallförskjutning:

Vissa metaller i elementärt tillstånd kan förskjuta en metall i en förening. Zink ersätter exempelvis kobberjoner och koppar kan ersätta silverjoner. Förskjutningsreaktionen beror på platsaktivitetsserien (eller elektrokemisk serie).

Zn (s) + CuSO₄(aq) -> Cu (s) + ZnSO₄(Aq)

Halogenförskjutning:

Aktivitetsserie för halogenförskjutningsreaktioner: F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂. När vi går ner i halogenserien minskar kraften av oxiderande förmåga.

cl₂(g) + 2 KBr (aq) -> 2KCl (aq) + Br₂(L)
cl₂(g) + 2KI (aq) -> 2KCl (aq) + I₂(S)
Br₂(l) + 2I^- (aq) -> 2Br^-(aq) + I₂(S)

Disproportioneringsreaktioner:

Det här är en speciell typ av redoxreaktionen. Ett element i ett oxidationstillstånd oxideras samtidigt och reduceras. I en disproportioneringsreaktion bör en reaktant alltid innehålla ett element som kan ha minst tre oxidationstillstånd.

2H₂O₂(aq) -> 2H₂O (1) + O₂(G)

Här är oxidationsnumret i reaktanten (-1), det ökar till noll i O₂ och minskar till (-2) i H₂O. Oxidationsnummer i väte förändras inte i reaktionen.

HUR DU IDENTIFIERAR EN REDOX REAKTION - Sammanfattning

Redoxreaktioner anses vara elektronöverföringsreaktion. I en redoxreaktion oxiderar ett element och det släpper ut elektroner och ett element reduceras genom att man får de frigjorda elektronerna. Graden av oxidation är lika med graden av reduktion i termer av elektroner som utbyter i reaktionen. Det finns två halva reaktioner i en redoxreaktion; de kallas oxidationshalvreaktion och reduktionshalverreaktionen. Det finns en ökning av oxidationsnumret i oxidation, på samma sätt minskar oxidationsnumret i reduktionen.

Vetenskap