Co je to oxidace? Definice a příklad

Dva klíčové typy chemických reakcí jsou oxidace a redukce. Oxidace nemusí nutně mít nic společného s kyslíkem. Zde je, co to znamená a jak to souvisí s redukcí.

Klíčové cesty: Oxidace v chemii

Oxidace je ztráta elektrony během reakce a molekula, atom nebo ion.
K oxidaci dochází, když oxidační stav molekuly, atom nebo ion je zvýšen. Nazývá se opačný proces snížení, ke kterému dochází, když dojde k zesílení elektronů nebo ke snížení oxidačního stavu atomu, molekuly nebo iontu.

Příkladem reakce je reakce mezi vodíkem a fluorovaným plynem za vzniku kyselina fluorovodíková:

H₂ + F₂ → 2 HF

Při této reakci se oxiduje vodík a redukuje se fluor. Reakci lze lépe pochopit, pokud je napsána jako dvě poloviční reakce.

H₂ → 2 H⁺ + 2 e^-

F₂ + 2 e^- → 2 F^-

Všimněte si, že v této reakci není žádný kyslík!

Starší význam oxidace byl, když kyslík byl přidán do a sloučenina. Bylo to proto, že plynný kyslík (O₂) bylo první známé oxidační činidlo. Zatímco přidání kyslíku do sloučeniny obvykle splňuje kritéria ztráty elektronů a zvýšení ve stavu oxidace byla definice oxidace rozšířena o další typy chemikálií reakce.

Klasický příklad staré definice oxidace je, když se železo zkombinuje s kyslíkem za vzniku oxid železa nebo rez. Železo prý oxidovalo na rez. Chemická reakce je:

2 Fe + O₂ → Fe₂Ó₃

Kov železa je oxidován za vzniku oxidu železa známého jako rez.

Elektrochemické reakce jsou skvělými příklady oxidačních reakcí. Když je měděný drát umístěn do roztoku, který obsahuje stříbrné ionty, jsou elektrony přeneseny z měděného kovu na stříbrné ionty. Kov mědi je oxidován. Na měděný drát rostou stříbrné kovové vousy, zatímco měděné ionty se uvolňují do roztoku.

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

Dalším příkladem oxidace, kdy se prvek kombinuje s kyslíkem, je reakce mezi kovem hořčíku a kyslíkem za vzniku oxidu hořečnatého. Mnoho kovů oxiduje, takže je užitečné rozeznat formu rovnice:

2 Mg (s) + O₂ (g) → 2 MgO (s)

Jakmile byl elektron objeven a chemické reakce mohly být vysvětleny, vědci si uvědomili oxidaci a K redukci dochází společně, přičemž jeden druh ztrácí elektrony (oxidované) a další získávající elektrony (sníženo). Typ chemické reakce, ve které dochází k oxidaci a redukci, se nazývá redoxní reakce, což znamená redukční oxidace.

Oxidaci kovu kyslíkovým plynem lze pak vysvětlit jako elektrony, které ztratí atom atomů kovu za vzniku kationtu (který je oxidován), přičemž elektrony získávající molekulu kyslíku tvoří kyslíkové anionty. Například v případě hořčíku může být reakce přepsána jako:

2 Mg + O₂ → 2 [Mg²⁺][Ó^2-]

sestávající z následujících polo reakcí:

Mg → Mg²⁺ + 2 e^-

Ó₂ + 4 e^- → 2 O^2-

Oxidace, ve které je obsažen kyslík, je podle moderní definice tohoto pojmu stále oxidací. Existuje však jiná stará definice zahrnující vodík, s níž se lze setkat v textech organické chemie. Tato definice je opakem definice kyslíku, takže může způsobit zmatek. Přesto je dobré být si vědom. Podle této definice je oxidací ztráta vodíku, zatímco redukce je zisk vodíku.

Například podle této definice, když se ethanol oxiduje na ethanal:

CH₃CH₂OH → CH₃CHO

Ethanol je považován za oxidovaný, protože ztrácí vodík. Při obrácení rovnice lze ethanal redukovat přidáním vodíku do formy za vzniku ethanolu.

Nezapomeňte tedy na moderní definici oxidace a redukce týkající se elektronů (nikoli kyslíku nebo vodíku). Jedním ze způsobů, jak si pamatovat, který druh je oxidován a který je redukován, je použití OILOVÉHO RIG. OIL RIG znamená Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

• Haustein, Catherine Hinga (2014). K. Lee Lerner a Brenda Wilmoth Lerner (ed.). Oxidační-redukční reakce. Galeova encyklopedie vědy (5. vydání). Farmington Hills, MI: Gale Group.
• Hudlický, Miloš (1990). Oxidace v organické chemii. Washington, D.C.: Americká chemická společnost. str. 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.