ВІДНОВЛЮВАЧ: ЩО ЦЕ, НАЙСИЛЬНІШІ, ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Відновлювальний агент являє собою речовину , яка має функцію зменшення окисляє агента в реакції оксид-відновлення. Відновлювачі за своєю природою є донорами електронів, як правило, речовини, що знаходяться на найнижчому рівні окислення та з великою кількістю електронів.

Відбувається хімічна реакція, при якій стани окислення атомів змінюються. Ці реакції включають процес відновлення та взаємодоповнюючий процес окислення. У цих реакціях один або більше електронів з однієї молекули, атома або іона переносяться на іншу молекулу, атом або іон. Це передбачає отримання реакції відновлення оксиду.

Під час процесу відновлення оксиду цей елемент або сполука, яка втрачає (або дарує) свій електрон (або електрони), називається відновлювачем, на відміну від окислювача, який є електронним рецептором. Потім відновники відносять до зменшення окислювача, а окислювач окислює відновник.

Найкращі або найсильніші відновлювачі - ті, що мають найвищий атомний радіус; тобто вони мають більшу відстань від свого ядра до електронів, які його оточують.

Відновниками зазвичай є метали або негативні іони. До загальних відновлювачів відносяться аскорбінова кислота, сірка, водень, залізо, літій, магній, марганець, калій, натрій, вітамін С, цинк і навіть екстракт моркви.

Що таке відновники?

Як вже було сказано, відновлювачі відповідають за зменшення окислювача, коли відбувається реакція відновлення оксиду.

Проста і типова реакція відновлення оксиду - реакція аеробного клітинного дихання:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6O ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

У цьому випадку, коли глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) реагує з киснем (O ₂ ), глюкоза поводиться як відновник, що дає електронам кисень - тобто окислюється - і кисень стає окислювачем.

В органічній хімії найкращими відновниками є ті реагенти, які забезпечують водень (H ₂ ) до реакції. У цій галузі хімії реакція відновлення відноситься до приєднання водню до молекули, хоча вищезазначене визначення (реакції відновлення оксиду) також застосовується.

Фактори, що визначають міцність відновника

Для того, щоб речовина вважалося "сильною", очікується, що це молекули, атоми або іони, які більш-менш легко проливають свої електрони.

Для цього існує ряд факторів, які слід враховувати, щоб визнати силу, яку може мати відновник: електронегативність, атомний радіус, енергія іонізації та потенціал відновлення.

Електронегативність

Електронегативність - властивість, яка описує схильність атома залучати до себе пару зв’язаних електронів. Чим вище електронегативність, тим більша приваблива сила, яку атом чинить на електрони, які його оточують.

У періодичній таблиці електронегативність збільшується зліва направо, тому лужні метали є найменш електронегативними елементами.

Атомне радіо

Саме властивість вимірює кількість атомів. Це стосується типової або середньої відстані від центру атомного ядра до кордону навколишнього електронного хмари.

Ця властивість не є точною, і крім того, у її визначенні беруть участь кілька електромагнітних сил, але відомо, що це значення зменшується зліва направо в періодичній таблиці і збільшується зверху вниз. Ось чому лужні метали, особливо цезій, вважають більш високим атомним радіусом.

Енергія іонізації

Ця властивість визначається як енергія, необхідна для видалення найменш зв’язаного електрона з атома (валентного електрона) для утворення катіону.

Кажуть, що чим ближче електрони до ядра атома, який вони оточують, тим вище енергія іонізації атома.

Енергія іонізації збільшується зліва направо і знизу вгору в періодичній таблиці. Знову ж таки, метали (особливо лужні) мають меншу енергію іонізації.

Потенціал скорочення

Це міра схильності хімічного виду до отримання електронів і, отже, до його зменшення. Кожен вид має властивий потенціал відновлення: чим більший потенціал, тим більша його спорідненість до електронів, а також здатність до зменшення.

Відновлювачі - це речовини, що мають найменший потенціал відновлення, через їх низьку спорідненість з електронами.

Сильніші відновлювачі

З описаних вище факторів можна зробити висновок, що для того, щоб знайти «сильний» відновник, бажаний атом або молекула з низькою електронегативністю, високим атомним радіусом і низькою енергією іонізації.

Як вже було сказано, лужні метали мають ці характеристики і вважаються найсильнішими відновниками.

З іншого боку, літій (Li) вважається найсильнішим відновлювальним агентом, оскільки він має найменший відновний потенціал, тоді як молекула LiAlH ₄ вважається найсильнішим відновлювачем усіх, оскільки містить цю та інші бажані характеристики.

Приклади реакцій з відновниками

У повсякденному житті є багато випадків зменшення іржі. Нижче наведено деякі найбільш представницькі відомості:

Приклад 1

Реакція горіння октану (основний компонент бензину):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25O ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

Видно, як октан (відновник) дарує електрони кисню (окислювач), утворюючи вуглекислий газ і воду у великих кількостях.

Приклад 2

Гідроліз глюкози - ще один корисний приклад загального зниження:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ H + 2ATP + 2NADH

У цій реакції молекули НАД (електронний рецептор і окислювач у цій реакції) беруть електрони з глюкози (відновника).

Приклад 3

Нарешті, в реакції оксиду заліза

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ (s) + 2Fe (l)

Відновлювачем є алюміній, тоді як окислювачем є залізо.

Список літератури

1. Вікіпедія. (sf). Вікіпедія. Отримано з en.wikipedia.org
2. BBC. (sf). BBC.co.uk. Отримано з bbc.co.uk
3. Пірсон, Д. (другий). Хімія LibreTexts. Отримано з chem.libretexts.org
4. Дослідження, Б. (sf). Веб-дослідження Боднера. Отримано з chemed.chem.purdue.edu
5. Пітер Аткінс, LJ (2012). Хімічні засади: пошуки розуміння.