- Що таке зменшення?
- Кисневе число
- Електронегативний атом
- Приклади
- Зниження органічної хімії
- Видобуток металу
- Список літератури
Зниження це все , що хімічна реакція , де атоми одного з реагентів в кінцевому підсумку отримання електронів; Що також можна побачити так: ваша вакансія або електронний «дискомфорт» зменшуються. Атом отримує електрони, коли вид дарує їх; тобто іржавіє.
Цей тип реакції не може відбутися сам по собі: якщо один вид приймає електрони, інший повинен обов'язково відмовитися від них. В іншому випадку матерія створюватиметься з нічого, скорочуючи атоми після отримання електронів з вакууму. Отже, це окислювально-відновна реакція (відновлення / окислення).
Зниження срібного дерева. Джерело: Габріель Болівар.
Показовим прикладом відновлення, яке може бути показано в аудиторіях, є реакція між металевою поверхнею міді та водним розчином нітрату срібла, AgNO 3 .
У розчині срібло виявляється як позитивно заряджені катіони Ag + . Вони, взаємодіючи з поверхнею міді, що мають форму ялинки, вихоплюють електрони з атомів міді. Коли це відбувається, мідь замінює срібло в нітратній солі; і в результаті утворюється нітрат міді, Cu (NO 3 ) 2 .
Катіони Cu 2+ разом з NO 3 - повертають розчин синюватим; а срібло, відбілює ялинку, ніби вкриту снігом.
Що таке зменшення?
У скороченні вже говорилося, що вид набирає електрони. Як це можна перевірити в хімічному рівнянні? Наприклад, у рівнянні реакції між Cu та AgNO 3 , як ви знаєте, коли відбувається відновлення? Щоб перевірити це, необхідно визначити число або стан окислення.
Елементи в їх природних станах мають за визначенням стан окислення, рівний нулю, оскільки передбачається, що вони не втратили і не набрали електронів. Таким чином, тверді метали мають нульовий стан окислення. Таким чином, срібло переходить від +1 (Ag + ) до 0 (Ag). Заряд іона металу дорівнює його стану окислення.
З іншого боку, електрони виходили з міді: йдуть від 0 (Cu) до +2 (Cu 2+ ). Нітрат - аніон, NO 3 - залишається незмінним , поки обидва металу обмінюватися електронами; тому рівняння можна записати так:
2Ag + + Cu => 2Ag + Cu 2+
Зауважте, що і заряди, і атоми врівноважені.
Ось з чого складається хімічне відновлення: у посиленні електронів, які роблять окислювальні процеси атомів менш позитивними, ніж у електронів.
Кисневе число
Кисень є дуже електронегативними та окислюючими атомами, тому коли атом утворює з ними сполуки (як оксиди), вони мають позитивні стани окислення. Чим більша кількість кисню взаємодіє з атомом, тим позитивніше його стан окислення; або те, що те саме, тим іржавіше.
Тому, коли у сполуки менше атомів кисню, вона вважається менш окисленою; тобто атом втрачає менше електронів.
Класичний приклад можна побачити в оксиді вуглецю та вуглекислому газі. Для СО вуглець має окислювальний стан +2; тоді як для CO 2 стан його окислення становить +4.
Отже, якщо в реакції CO 2 перетворюється на CO, то, як кажуть, відбувається зниження; оскільки вуглець зараз взаємодіє з одним киснем, а не двома. Для протилежної реакції перетворення CO в CO 2 ми говоримо про окислення вуглецю.
Це стосується всіх атомів, особливо металів в їх оксидах металів; наприклад, CrO 2 (Cr 4+ ) і CrO 3 (Cr 6+ ).
У хімічних рівняннях, коли один вид втрачає кисень, а інший його отримує, відбувається передача кисню.
Електронегативний атом
Завжди можна визначити, чи відбулося зменшення, змінивши стан окислення на менш позитивне значення. Як тільки було пояснено, швидкий спосіб сказати, навіть не займаючись математикою, - це спостерігати, чи є зменшення атомів кисню в сполуці.
Те саме може статися з будь-яким іншим атомом, який є більш електронегативним, ніж атом, який набирає або втрачає електрони.
Наприклад, якщо CF 4 реагує таким чином, що він стає СН 4 , то, як кажуть, відбулося зниження; оскільки фтор набагато електронегативніший, ніж атом водню. Як результат, вуглець менш окислюється в CH 4, ніж у CF 4 , що є тим самим, що й говорити про його зменшення.
Приклади
Зниження органічної хімії
Приклад CF 4 і CH 4 відображає те, що відбувається в органічних реакціях, де зменшення часткового заряду атома розглядається як електронний посилення. Це багато стосується, коли ми розглядаємо скорочення функціональних груп кисню.
Наприклад, розглянемо групи ROH, RCHO та COOH. Перший відповідає спиртам, де вуглець зв’язується з киснем (C-OH); друга - альдегідна група, де вуглець утворює подвійний зв’язок з киснем і також пов'язаний з воднем (C = OH); третя - карбоксильна група.
У карбоксильній групі вуглець утворює подвійний зв’язок з одним O, а одинарний зв’язок з іншим O (HO-C = O).
Тому зменшення відбувається, якщо карбонова кислота перетворюється на спирт:
RCOOH => ROH
Видобуток металу
Хімічне відновлення є надзвичайно важливим у процесах вилучення металів із їх мінералів. Деякі з реакцій:
HgS + O 2 => Hg + SO 2
Сульфід ртуті зводиться до металевої ртуті.
Cu 2 S + O 2 => 2 Cu + SO 2
Сульфід міді зводиться до металевої міді.
2ZnS + 3O 2 => 2ZnO + 2SO 2
ZnO + C => Zn + CO (зверніть увагу на передачу O)
Сульфід цинку спочатку зводиться до його окису, а потім до металевої форми.
Fe 2 O 3 + 3CO => 2Fe + 3CO 2
Оксид заліза зводиться до металевого заліза.
WO 3 + 3H 2 => W + 3H 2 O
А триоксид вольфраму зводиться до металевого вольфраму.
В якості вправи можна визначити число окиснення металу до його зменшення.
Список літератури
- Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання.
- Хімія LibreTexts. (9 грудня 2018 р.). Реакції окислення-відновлення. Відновлено з: chem.libretexts.org
- Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (04 липня 2018 р.). Визначення скорочення в хімії. Відновлено з: thinkco.com
- Хульцман Р. (2019). Скорочення хімії: визначення та огляд. Вивчення. Відновлено з: study.com
- Кларк Дж. (2013). Визначення окислення та відновлення (відновлення). Відновлено з: chemguide.co.uk
- Репетитор. (sf). Реакція відновлення. Відновлено з: chemistry.tutorvista.com