เราอธิบายว่าการเกิดออกซิเดชันคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร นอกจากนี้ ประเภทของการเกิดออกซิเดชัน เลขออกซิเดชัน และการรีดิวซ์
ออกซิเดชันคืออะไร?
โดยทั่วไปเรียกว่าออกซิเดชันถึง ปฏิกริยาเคมี ที่ออกซิเจนรวมตัวกับตัวอื่นๆ สารทำให้เกิดโมเลกุลที่เรียกว่า ออกไซด์. สิ่งนี้เป็นที่แพร่หลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโลกของโลหะแม้ว่าจะไม่ได้มีเพียงพวกเขาเท่านั้น ในการเกิดออกซิเดชันทางเคมีเรียกว่าปรากฏการณ์ทางเคมีซึ่ง a อะตอม, โมเลกุล หรือ ไอออน สูญเสียอิเล็กตรอนอย่างน้อยหนึ่งตัวจึงเพิ่มประจุบวก
เนื่องจากออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มักจะยอมรับอิเล็กตรอนเหล่านี้ ปฏิกิริยาประเภทนี้จึงเรียกว่าปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชันออกไซด์หรือ ปฏิกิริยารีดอกซ์แต่สิ่งสำคัญคือต้องชี้แจงด้วยว่าอาจมีปฏิกิริยารีดอกซ์ซึ่งออกซิเจนไม่ได้มีส่วนร่วม ให้คำนึงว่าชื่อออกซิเจนมาจากภาษากรีก oxys, "กรด"; Y genos, "ผู้ผลิต": นั่นคือชื่อออกซิเจนเพราะกัดกร่อน โลหะเช่นเดียวกับที่เขาทำ กรด.
การเกิดออกซิเดชันส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับออกซิเจน แต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้หากไม่มี และในทำนองเดียวกัน การเกิดออกซิเดชันและการรีดักชันจะเกิดขึ้นพร้อมกันและพร้อมกันเสมอ
องค์ประกอบสองอย่างที่แลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนมักจะมีส่วนร่วมในพวกมัน:
- ตัวออกซิไดซ์ เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่จับตัว อิเล็กตรอน โอนนั่นคือได้รับและเพิ่มประจุลบ สิ่งนี้เรียกว่ามีสถานะออกซิเดชันต่ำกว่าหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือลดลง
- ตัวรีดิวซ์ เขาคือ องค์ประกอบทางเคมี ที่ยอมหรือสูญเสียอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนไป ทำให้เกิดประจุบวกเพิ่มขึ้น สิ่งนี้เรียกว่ามีสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้นหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือถูกออกซิไดซ์
ดังนั้น: ตัวออกซิไดซ์จะลดลงโดยตัวรีดิวซ์ในขณะที่ตัวรีดิวซ์จะถูกออกซิไดซ์โดยตัวออกซิไดซ์ เราจึงต้อง การออกซิไดซ์คือการสูญเสียอิเล็กตรอน, ในขณะที่ ที่ลดลงคือการได้รับอิเล็กตรอน.
กระบวนการเหล่านี้เป็นเรื่องปกติและทุกวัน อันที่จริง มันจำเป็นสำหรับ ชีวิต: the สิ่งมีชีวิต เราได้รับ พลังงานเคมี ด้วยปฏิกิริยาที่คล้ายคลึงกัน เช่น การเกิดออกซิเดชันของกลูโคส
ประเภทของการเกิดออกซิเดชัน
การออกซิเดชันที่รู้จักมีสองประเภท:
- ออกซิเดชันช้า ผลิตโดยออกซิเจนที่มีอยู่ใน อากาศ หรือใน น้ำที่ทำให้โลหะสูญเสียความเงางามและทนทุกข์ การกัดกร่อน ถูกเปิดเผยนานเกินไป สิ่งแวดล้อม.
- ออกซิเดชันได้อย่างรวดเร็ว มันเกิดขึ้นในปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรงเช่น การเผาไหม้, โดยทั่วไปคายความร้อน (พวกมันปล่อยพลังงานในรูปของ ความร้อน) และส่วนใหญ่ผลิตขึ้นในองค์ประกอบอินทรีย์ (ประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจน)
หมายเลขออกซิเดชัน
องค์ประกอบทางเคมีมีเลขออกซิเดชัน ซึ่งแสดงถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่องค์ประกอบนี้นำมาใช้เมื่อต้องเชื่อมโยงกับผู้อื่นเพื่อสร้างสารประกอบที่กำหนด
ตัวเลขนี้เป็นจำนวนเต็มเกือบตลอดเวลา และสามารถเป็นค่าบวกหรือค่าลบได้ ขึ้นอยู่กับว่าองค์ประกอบดังกล่าวสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยาตามลำดับ
ตัวอย่างเช่น: องค์ประกอบที่มีเลขออกซิเดชัน +1 มักจะสูญเสียอิเล็กตรอนเมื่อทำปฏิกิริยากับผู้อื่น ในขณะที่องค์ประกอบที่มีเลข -1 มักจะได้รับอิเล็กตรอนเมื่อมันทำปฏิกิริยากับผู้อื่นเพื่อสร้างสารประกอบ เลขออกซิเดชันเหล่านี้สามารถมีค่าสูงถึงอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องใน กระบวนการและในบางกรณีก็มักจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่พวกมันทำปฏิกิริยาด้วย
องค์ประกอบอิสระ กล่าวคือ ที่ไม่ได้รวมกับองค์ประกอบอื่น มีเลขออกซิเดชัน 0 ในทางกลับกัน ตัวอย่างหมายเลขออกซิเดชันบางส่วน ได้แก่
เลขออกซิเดชันของออกซิเจนคือ -2 (O-2) ยกเว้นเปอร์ออกไซด์ที่มี -1 (O2-2) และซูเปอร์ออกไซด์ที่มี -½ (O2–)
จำนวนออกซิเดชันของธาตุโลหะเป็นบวก ตัวอย่างเช่น โซเดียมไอออน (Na +), แมกนีเซียมไอออน (Mg2 +), ไอออนของเหล็ก (Fe2 +, Fe3 +)
เลขออกซิเดชันของไฮโดรเจนคือ +1 (H +) ยกเว้นโลหะไฮไดรด์ที่มี -1 (H–)
การเกิดออกซิเดชันและการลดลง
การเกิดออกซิเดชันและการรีดักชันเป็นกระบวนการผกผันและเสริมกัน เกิดขึ้นพร้อมกันเสมอ ในช่วงแรก อิเล็กตรอนจะสูญเสียไป และในช่วงที่สองจะได้รับ ซึ่งทำให้ ค่าไฟฟ้า ขององค์ประกอบ
ปฏิกิริยาเหล่านี้มักใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมและโลหะวิทยา เช่น เพื่อลดแร่ธาตุที่ได้รับธาตุโลหะบริสุทธิ์ เช่น เหล็กหรืออะลูมิเนียม หรือการเผาไหม้อินทรียวัตถุ เช่น ในโรงงานผลิตไฟฟ้า หรือแม้แต่ในเครื่องยนต์ไอพ่น