Oxidációs reakció vs redukciós reakció
Az oxidációs és redukciós reakciók egymással összefüggenek. Ha egy anyag oxidálódik, egy másik anyag redukálódik. Ezért ezeket a reakciókat együttesen redox reakcióknak nevezik.
Oxidációs reakció
Eredetileg az oxidációs reakciókat olyan reakcióként azonosították, amelyben oxigéngáz vesz részt. Itt az oxigén egy másik molekulával kombinálva oxidot képez. Ebben a reakcióban az oxigén redukción, a másik anyag pedig oxidáción megy keresztül. Ezért az oxidációs reakció alapvetően oxigén hozzáadása egy másik anyaghoz. Például a következő reakcióban a hidrogén oxidáción megy keresztül, és ezért oxigénatomot adnak a hidrogénhez, így víz keletkezik.
2H2 + O2 -> 2H2O
Az oxidáció leírásának másik módja a hidrogénveszteség. Vannak olyan esetek, amikor nehéz az oxidációt oxigén hozzáadásaként leírni. Például a következő reakcióban a szénhez és a hidrogénhez is oxigén adódott, de csak a szén oxidálódott. Ebben az esetben az oxidáció úgy írható le, hogy az a hidrogén elvesztése. Mivel a hidrogének a metánból távoztak a szén-dioxid előállítása során, a szén oxidálódott.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Az oxidáció leírásának másik alternatívája az elektronok elvesztése. Ezzel a megközelítéssel magyarázhatóak azok a kémiai reakciók, ahol nem látunk oxidképződést vagy hidrogénvesztést. Tehát még akkor is, ha nincs oxigén, ezzel a megközelítéssel megmagyarázhatjuk az oxidációt. Például a következő reakcióban a magnézium magnézium-ionokká alakult. Mivel a magnézium két elektront veszített, oxidáción ment keresztül, és klórgáz az oxidálószer.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Az oxidációs állapot segít azonosítani az oxidáción átesett atomokat. Az IUPAC meghatározása szerint az oxidációs állapot „az anyagban lévő atom oxidációs fokának mértéke. Úgy definiálják, mint az a töltés, amellyel egy atom elképzelhető.” Az oxidációs állapot egy egész érték, és lehet pozitív, negatív vagy nulla. Az atomok oxidációs állapota megváltozik a kémiai reakció során. Ha az oxidációs állapot növekszik, akkor az atomot oxidáltnak mondjuk. A fenti reakcióhoz hasonlóan a magnézium oxidációs állapota nulla, a magnéziumion pedig +2 oxidációs állapotú. Az oxidációs szám növekedése óta a magnézium oxidálódott.
Csökkentő reakció
A redukció az oxidáció ellentéte. Az oxigéntranszfer szempontjából a redukciós reakciókban oxigének vesznek el. A hidrogénátvitel szempontjából redukciós reakciók mennek végbe, amikor hidrogént nyerünk. Például a fenti példában a metán és az oxigén között az oxigén csökkent, mert hidrogént nyert. Az elektrontranszfer szempontjából a redukció elektronszerzést jelent. Tehát a fenti példa szerint a klór redukálódik.
Mi a különbség az oxidációs reakció és a redukciós reakció között?
• Az oxidációs reakciók során oxigént nyernek, a redukciós reakciókban pedig oxigént vesznek el.
• Az oxidáció során a hidrogén elvész, de a redukció során hidrogén keletkezik.
• Az oxidációs reakciók során elektronok vesznek el, de a redukciós reakciók során elektronokat nyernek.
• Az oxidációs reakciókban az oxidációs állapot megnő. A redukción áteső fajok csökkentik oxidációs állapotukat.
