Что такое окисление? Определение и пример

Два ключевых типа химических реакций - окисление и восстановление. Окисление не обязательно связано с кислородом. Вот что это значит и как это связано с сокращением.

Ключевые выводы: окисление в химии

Окисление - это потеря электроны во время реакции молекула, атом или ион.
Окисление происходит, когда степень окисления молекулы, атома или иона увеличивается. Противоположный процесс называется сокращениеЭто происходит, когда происходит усиление электронов или уменьшается степень окисления атома, молекулы или иона.

Примером реакции является реакция между водородом и газообразным фтором с образованием плавиковая кислота:

ЧАС₂ + F₂ → 2 HF

В этой реакции водород окисляется, а фтор восстанавливается. Реакция может быть лучше понята, если она написана в терминах двух полуреакций.

ЧАС₂ → 2 H⁺ + 2 е^-

F₂ + 2 е^- → 2 F^-

Обратите внимание, что в этой реакции нигде нет кислорода!

Старое значение окисления было когда кислород был добавлен в соединение. Это было потому, что газообразный кислород (O₂) был первым известным окислителем. Хотя добавление кислорода к соединению обычно соответствует критериям потери электронов и увеличения в степени окисления определение окисления было расширено, чтобы включить другие типы химических реакции.

Классический пример старого определения окисления - это когда железо соединяется с кислородом с образованием оксид железа или ржавчина. Утверждается, что железо окислилось в ржавчину. Химическая реакция:

2 Fe + O₂ → Fe₂О₃

Металл железа окисляется с образованием оксида железа, известного как ржавчина.

Электрохимические реакции являются прекрасными примерами реакций окисления. Когда медная проволока помещается в раствор, содержащий ионы серебра, электроны переносятся из металлической меди в ионы серебра. Металл меди окисляется. Усы серебряного металла растут на медной проволоке, а ионы меди выделяются в раствор.

Cu (s) + 2 Ag⁺(водн) → Cu²⁺(водн) + 2 Ag (s)

Другим примером окисления, когда элемент соединяется с кислородом, является реакция между металлическим магнием и кислородом с образованием оксида магния. Многие металлы окисляются, поэтому полезно распознать форму уравнения:

2 Mg (s) + O₂ (г) → 2 MgO (s)

Как только электрон был обнаружен и химические реакции могут быть объяснены, ученые поняли, что окисление и восстановление происходит вместе, один вид теряет электроны (окисляется), а другой - электроны (Уменьшается). Тип химической реакции, в которой происходит окисление и восстановление, называется окислительно-восстановительной реакцией, которая означает восстановление-окисление.

Окисление металла газообразным кислородом можно затем объяснить тем, что атом металла теряет электроны, образуя катион (окисляясь), а молекула кислорода приобретает электроны, образуя анионы кислорода. Например, в случае магния реакция может быть переписана как:

2 Мг + О₂ → 2 [Mg²⁺] [O^2-]

состоит из следующих полуреакций:

Mg → Mg²⁺ + 2 е^-

О₂ + 4 е^- → 2 O^2-

Окисление, в котором участвует кислород, все еще является окислением в соответствии с современным определением этого термина. Однако есть еще одно старое определение, касающееся водорода, которое можно встретить в текстах по органической химии. Это определение противоположно определению кислорода, поэтому оно может вызвать путаницу. Тем не менее, это хорошо, чтобы быть в курсе. Согласно этому определению, окисление - это потеря водорода, а восстановление - это получение водорода.

Например, согласно этому определению, когда этанол окисляется в этанал:

СН₃СН₂ОН → СН₃CHO

Этанол считается окисленным, потому что он теряет водород. Обратно к уравнению, этанал можно уменьшить, добавив к нему водород с образованием этанола.

Итак, помните современное определение окисления и восстановления касаются электронов (а не кислорода или водорода). Один из способов помнить, какие виды окислены, а какие уменьшены, - это использовать МАСЛЕНКУ. Нефтяная вышка означает окисление - это потеря, уменьшение - это прибыль.

• Хаустейн, Кэтрин Хинга (2014). K. Ли Лернер и Бренда Уилмот Лернер (ред.). Реакция окисления-восстановления. Гейл Энциклопедия Науки (5-е изд.). Фармингтон Хиллз, Мичиган: Гейл Груп.
• Hudlický, Miloš (1990). Окисления в органической химии. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество. п. 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.