Pengurangan (kimia) dalam apa yang ia ada dan contohnya



The pengurangan adalah semua tindak balas kimia di mana atom-atom dari salah satu reaktan berakhir mendapatkan elektron; apa yang juga dapat dilihat dengan cara ini: kekosongan elektronik atau "ketidakselesaan" dikurangkan. Atom memperoleh elektron apabila spesies memberi sumbangan kepada mereka; iaitu, ia berkarat.

Jenis reaksi ini tidak boleh berlaku dengan sendirinya: jika satu spesies menerima elektron, satu lagi mesti wajib menyerahkannya. Jika tidak, ia akan membuat perkara dari apa-apa, mengurangkan atom selepas memperoleh elektron dari vakum. Oleh itu, ia adalah semikondoks redoks (pengurangan / pengoksidaan).

Contoh ilustrasi pengurangan yang dapat ditunjukkan dalam bilik darjah adalah tindak balas antara permukaan logam tembaga dan larutan perak nitrat, AgNO3.

Dalam larutan itu, perak dijumpai sebagai kation Ag+, bercas positif Ini apabila berinteraksi dengan permukaan tembaga, berbentuk seperti pokok Krismas, merebut elektron dari atom tembaga. Apabila ini berlaku, tembaga menggantikan perak dalam garam nitrat; dan sebagai hasilnya, tembaga nitrat, Cu (NO) terbentuk3)2.

Kation Cu2+ bersebelahan NO3- putar penyelesaian biru; dan perak, memulihkan pokok Krismas seolah-olah ditutup dengan salji.

Indeks

  • 1 Apakah pengurangan itu?
    • 1.1 Nombor oksigen
    • 1.2 Atom elektronegatif
  • 2 Contoh
    • 2.1 Pengurangan dalam kimia organik
    • 2.2 Pengekstrakan logam
  • 3 Rujukan

Apakah pengurangan itu?

Dalam pengurangan itu telah dikatakan bahawa spesis memperolehi elektron. Bagaimanakah ia dapat disahkan dalam persamaan kimia? Sebagai contoh, dalam persamaan tindak balas antara Cu dan AgNO3, Bagaimana untuk mengetahui bila pengurangan berlaku? Untuk mengesahkan ini, perlu menentukan nombor pengoksidaan atau keadaan.

Unsur-unsur dalam keadaan semulajadi mereka, mempunyai definisi keadaan pengoksidaan yang sama dengan sifar, kerana dianggap bahawa mereka tidak kehilangan atau memperoleh elektron. Oleh itu, logam pepejal mempunyai keadaan pengoksidaan sifar. Oleh itu, perak pergi dari +1 (Ag+) hingga 0 (Ag). Tuduhan ion logam adalah sama dengan keadaan pengoksidaannya.

Sebaliknya, elektron datang dari tembaga: pergi dari 0 (Cu) ke +2 (Cu2+). Anion nitrat, NO3- ia tetap tidak berubah sementara kedua-dua logam pertukaran elektron; Oleh itu, persamaan boleh ditulis sebagai:

2Ag+ + Cu => 2Ag + Cu2+

Perhatikan bahawa kedua-dua caj dan atom seimbang.

Ini adalah pengurangan kimia: dalam mendapatkan elektron yang menjadikan kurang positif keadaan pengoksidaan atom-atom yang memperoleh elektron.

Nombor oksigen

Oxygens adalah atom elektronegatif dan pengoksidaan, jadi apabila atom membentuk senyawa dengan mereka (seperti oksida), mereka mempunyai keadaan pengoksidaan positif. Semakin banyak bilangan oxygens berinteraksi dengan atom, semakin positif keadaan pengoksidaannya; atau apa yang sama, lebih berkarat.

Oleh itu, apabila sebatian mempunyai sedikit atom oksigen, dikatakan kurang teroksida; iaitu, atom kehilangan elektron yang kurang.

Contoh klasik dapat dilihat dalam karbon monoksida dan dioksida. Bagi CO, karbon mempunyai keadaan pengoksidaan +2; manakala untuk CO2, keadaan pengoksidaannya ialah +4.

Jadi, jika dalam tindak balas CO2 diubah menjadi CO, dikatakan bahawa pengurangan berlaku; Oleh kerana itu, karbon kini berinteraksi dengan oksigen dan bukan dua. Untuk tindak balas yang bertentangan, CO menjadi CO2, terdapat ceramah pengoksidaan karbon.

Ini terpakai kepada semua atom, terutamanya logam dalam oksida logam mereka; contohnya CrO2 (Cr4+) dan CrO3 (Cr6+).

Dalam persamaan kimia di mana satu spesies kehilangan oksigen, sementara spesies lain memperolehinya, pemindahan oksigen dikatakan berlaku.

Atom elektronegatif

Anda boleh menentukan sama ada terdapat pengurangan dengan menukar keadaan pengoksidaan kepada nilai yang kurang positif. Sebagaimana yang dijelaskan, cara cepat untuk memerhatikannya tanpa membuat pengiraan adalah untuk mengetahui sama ada terdapat penurunan dalam atom oksigen dalam sebatian.

Perkara yang sama boleh berlaku dengan mana-mana atom lain yang lebih elektronegatif daripada atom yang meraih atau kehilangan elektron.

Sebagai contoh, jika CF4 bertindak balas sedemikian rupa sehingga menjadi CH4, maka dikatakan bahawa pengurangan terjadi; kerana fluorin adalah lebih banyak elektronegatif daripada atom hidrogen. Akibatnya, karbon kurang teroksida dalam CH4 daripada di CF4, apa yang sama dengan mengatakan bahawa ia telah dikurangkan.

Contohnya

Pengurangan dalam kimia organik

Contoh CF4 dan CH4 ia menggambarkan apa yang berlaku dalam tindak balas organik, di mana pengurangan caj separa atom dianggap sebagai keuntungan elektronik. Ini banyak berlaku apabila mempertimbangkan pengurangan kumpulan fungsi oksigen.

Sebagai contoh, pertimbangkan kumpulan ROH, RCHO dan COOH. Yang pertama sepadan dengan alkohol, di mana karbon terikat kepada oksigen (C-OH); yang kedua adalah kumpulan aldehid, di mana karbon membentuk ikatan berganda dengan oksigen dan juga dikaitkan dengan hidrogen (C = O-H); dan yang ketiga adalah kumpulan karboksil.

Dalam kumpulan karboksil, karbon membentuk ikatan berganda dengan O, dan ikatan mudah dengan O (HO-C = O).

Oleh itu, pengurangan berlaku jika asid karboksilik ditukarkan menjadi alkohol:

RCOOH => ROH

Pengekstrakan logam

Pengurangan kimia amat penting dalam proses pengekstrakan logam dari mineral mereka. Antara tindak balas adalah:

HgS + O2 => Hg + SO2

Mercury sulfide dikurangkan kepada merkuri metalik.

Cu2S + O2 => 2Cu + SO2

Tembaga sulfida dikurangkan kepada tembaga logam.

2ZnS + 3O2 => 2ZnO + 2SO2

ZnO + C => Zn + CO (perhatikan pemindahan O)

Zink sulfida mula-mula dikurangkan kepada monoksida dan kemudian ke bentuk logamnya.

Iman2O3 + 3CO => 2Fe + 3CO2

Ferric oxide dikurangkan kepada besi metalik.

WO3 + 3H2 => W + 3H2O

Dan tungsten trioksida dikurangkan kepada tungsten metalik.

Sebagai latihan, anda boleh menentukan bilangan pengoksidaan logam sebelum dikurangkan.

Rujukan

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Ed ed.). Pembelajaran CENGAGE.
  2. Chemistry FreeTexts. (9 Disember 2018). Reaksi Pengurangan Pengoksidaan. Diperolehi daripada: chem.libretexts.org
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 Julai 2018). Definisi Pengurangan Kimia. Diperolehi daripada: thoughtco.com
  4. Hultzman R. (2019). Pengurangan Kimia: Definisi & Gambaran Keseluruhan. Kajian. Diperolehi daripada: study.com
  5. Clark J. (2013). Takrif pengoksidaan dan pengurangan (redoks). Diperolehi daripada: chemguide.co.uk
  6. Tutor Vista. (s.f.). Tindak balas pengurangan. Diperolehi daripada: chemistry.tutorvista.com