Oksidasjonsdefinisjon og eksempel i kjemi

Hva betyr oksidasjon (nye og gamle definisjoner)

I dette eksemplet på oksidasjon løses sinkatomer i en elektrode opp i syre, og mister elektroner for å danne kationer. Dorling Kindersley / Getty Images

To hovedtyper av kjemiske reaksjoner er oksidasjon og reduksjon. Oksidasjon har ikke nødvendigvis noe med oksygen å gjøre. Her er hva det betyr og hvordan det er relatert til reduksjon.

Nøkkelalternativer: Oksidasjon i kjemi

• Oksidasjon oppstår når et atom, molekyl eller ion mister ett eller flere elektroner i en kjemisk reaksjon.
• Når oksidasjon skjer, øker oksidasjonstilstanden til den kjemiske arten.
• Oksidasjon involverer ikke nødvendigvis oksygen! Opprinnelig ble begrepet brukt når oksygen forårsaket elektrontap i en reaksjon. Den moderne definisjonen er mer generell.

Oksidasjon Definisjon

Oksidasjon er tap av elektroner under en reaksjon av en molekyl , atom eller ion .
Oksidasjon oppstår når oksidasjonstilstand av et molekyl, atom eller ion økes. Den motsatte prosessen kalles reduksjon , som oppstår når det er en økning av elektroner eller oksidasjonstilstanden til et atom, molekyl eller ion reduseres.

Et eksempel på en reaksjon er at det dannes mellom hydrogen og fluorgass flussyre :

H_to+ F_to→ 2 HF

I denne reaksjonen blir hydrogen oksidert og fluor reduseres. Reaksjonen kan bli bedre forstått hvis den er skrevet i form av to halvreaksjoner.

H_to→ 2 H⁺+ 2 og^-

F_to+ 2 og^-→ 2 F^-

Merk at det ikke er oksygen noe sted i denne reaksjonen!

Historisk definisjon av oksidasjon som involverer oksygen

En eldre betydning av oksidasjon var når oksygen ble lagt til en sammensatt . Dette var fordi oksygengass (O_to) var det første kjente oksidasjonsmidlet. Mens tilsetning av oksygen til en forbindelse vanligvis oppfyller kriteriene for elektrontap og en økning i oksidasjonstilstanden, ble definisjonen av oksidasjon utvidet til å omfatte andre typer kjemiske reaksjoner.

Et klassisk eksempel på den gamle definisjonen av oksidasjon er når jern kombineres med oksygen for å danne jernoksid eller rust. Jernet sies å ha oksidert til rust. Den kjemiske reaksjonen er:

2 Fe + O_to→ Tro_toO₃

Jernmetallet oksideres for å danne jernoksidet kjent som rust.

Elektrokjemiske reaksjoner er gode eksempler på oksidasjonsreaksjoner. Når en kobbertråd plasseres i en løsning som inneholder sølvioner, overføres elektroner fra kobbermetallet til sølvionene. Kobbermetallet oksideres. Sølvmetall værhår vokser på kobbertråden, mens kobberioner frigjøres i løsningen.

Med( s ) + 2 Ag⁺( En q ) → Med²⁺( En q ) + 2 At( s )

Et annet eksempel på oksidasjon der et grunnstoff kombineres med oksygen er reaksjonen mellom magnesiummetall og oksygen for å danne magnesiumoksid. Mange metaller oksiderer, så det er nyttig å gjenkjenne formen på ligningen:

2 mg (s) + O_to(g) → 2 MgO (s)

Oksidasjon og reduksjon skjer sammen (redoksreaksjoner)

Når elektronet ble oppdaget og kjemiske reaksjoner kunne forklares, innså forskerne at oksidasjon og reduksjon skjer sammen, med en art som mister elektroner (oksidert) og en annen får elektroner (redusert). En type kjemisk reaksjon der oksidasjon og reduksjon skjer, kalles en redoksreaksjon, som står for reduksjon-oksidasjon.

Oksydasjonen av et metall med oksygengass kan da forklares som at metallatomet mister elektroner for å danne kationen (blir oksidert) mens oksygenmolekylet får elektroner for å danne oksygenanioner. Når det gjelder magnesium, for eksempel, kan reaksjonen skrives om som:

2 Mg + O_to→ 2 [Mg²⁺][O^to-]

består av følgende halvreaksjoner:

Mg → Mg²⁺+ 2 og^-

O_to+ 4 og^-→ 2 O^to-

Historisk definisjon av oksidasjon som involverer hydrogen

Oksidasjon der oksygen er involvert er fortsatt oksidasjon i henhold til den moderne definisjonen av begrepet. Imidlertid er det en annen gammel definisjon som involverer hydrogen som kan oppstå i organisk kjemitekster. Denne definisjonen er motsatt av oksygendefinisjonen, så den kan forårsake forvirring. Likevel er det greit å være oppmerksom. I følge denne definisjonen er oksidasjon tap av hydrogen, mens reduksjon er gevinsten av hydrogen.

For eksempel, i henhold til denne definisjonen, når etanol oksideres til etanal:

CH₃CH_toOH → CH₃GI

Etanol regnes som oksidert fordi det mister hydrogen. Omvendt på ligningen, kan etanal reduseres ved å tilsette hydrogen til det for å danne etanol.

Bruk av OIL RIG for å huske oksidasjon og reduksjon

Så husk den moderne definisjonen av oksidasjon og reduksjon gjelder elektroner (ikke oksygen eller hydrogen). En måte å huske hvilke arter som er oksidert og hvilke som reduseres er å bruke OIL RIG. OIL RIG står for Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

Kilder

• Hausstein, Catherine Hinga (2014). K. Lee Lerner og Brenda Wilmoth Lerner (red.). Oksidasjon-reduksjonsreaksjon. The Gale Encyclopedia of Science (5. utgave). Farmington Hills, MI: Gale Group.
• Hudlický, Miloš (1990). Oksidasjoner i organisk kjemi . Washington, D.C.: American Chemical Society. s. 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.