Oxidáció vs égés
Az oxidációs redukciós reakciók a kémiai reakciók egyik alapvető típusa, amellyel az életben gyakran találkozunk.
Oxidáció
Eredetileg az oxidációs reakciókat olyan reakcióként azonosították, amelyben oxigéngáz vesz részt. Ott az oxigén egy másik molekulával egyesül, és oxidot képez. Ebben a reakcióban az oxigén redukción, a másik anyag pedig oxidáción megy keresztül. Ezért alapvetően az oxidációs reakció oxigén hozzáadása egy másik anyaghoz. Például a következő reakcióban a hidrogén oxidáción megy keresztül, és ezért az oxigénatom hozzáadódik 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.
Égés
Az égés vagy melegítés olyan reakció, ahol hő keletkezik exoterm reakció során. A reakció lejátszódásához tüzelőanyagnak és oxidálószernek kell lennie. Az égés alatt álló anyagokat tüzelőanyagnak nevezzük. Ezek lehetnek szénhidrogének, például benzin, dízel, metán vagy hidrogéngáz stb. Az oxidálószer általában oxigén, de lehetnek más oxidálószerek is, mint például a fluor. A reakció során az üzemanyagot az oxidálószer oxidálja. Ezért ez egy oxidációs reakció. Szénhidrogén üzemanyagok használatakor a teljes égés után általában szén-dioxid és víz keletkezik. Ha azonban az égés nem történt meg teljesen, szén-monoxid és egyéb részecskék kerülhetnek a légkörbe, és ez jelentős szennyezést okozhat.
Mi a különbség az oxidáció és az égés között?
• Az égés egy oxidációs reakció.
• Az égéshez a szokásos oxidálószer az oxigén, de az oxidációs reakcióhoz nem szükséges az oxigén.
• Az égés során a termékek elsősorban víz és szén-dioxid, de az oxidáció során a termék a kiindulási anyagtól függően változhat. Azonban mindig magasabb oxidációs állapotúak lesznek, mint a reaktánsoké.
• Az égési reakciók során hő és fény keletkezik, és az energiából munkát lehet végezni. De az oxidációs reakciók esetében ez nem mindig igaz.
