Pojasnimo, kaj je oksidacija in kako nastane. Tudi vrste oksidacije, oksidacijsko število in redukcija.
Kaj je oksidacija?
Običajno se imenuje oksidacija do kemične reakcije pri katerem se kisik kombinira z drugimi snovi, ki tvorijo molekule, imenovane oksidi. To je še posebej razširjeno v svetu kovin, čeprav nikakor ne izključuje le njih. V kemiji se oksidacija imenuje kemični pojav, pri katerem a atom, molekula oz ion izgubi enega ali več elektronov in tako poveča svoj pozitivni naboj.
Ker je kisik element, ki običajno sprejema te elektrone, so tovrstno reakcijo poimenovali redukcijsko-oksidacijske reakcije, oksidno-redukcijske reakcije oz. redoks reakcije, pomembno pa je tudi pojasniti, da lahko pride do redoks reakcij, pri katerih kisik ne sodeluje. Upoštevajte, da ime kisik prihaja iz grščine oxys, "kislina"; Y genos, "Proizvajalec": kisik je tako imenovan, ker razjeda kovine, tako kot on kisline.
Večina primerov oksidacije vključuje kisik, vendar se lahko pojavi tudi v njegovi odsotnosti. Podobno se oksidacija in redukcija vedno pojavljata skupaj in hkrati.
V njih vedno sodelujeta dva elementa, ki izmenjujeta elektrone:
- Oksidacijsko sredstvo. To je kemični element, ki zajame elektronov prenese, torej jih sprejme in poveča svoj negativni naboj. Temu pravimo nižje oksidacijsko stanje ali z drugimi besedami zmanjšano.
- Redukcijsko sredstvo. Ali je on kemični element ki opusti ali izgubi prenesene elektrone in poveča njihov pozitivni naboj. Temu pravimo višje oksidacijsko stanje ali z drugimi besedami oksidacija.
Torej: oksidant reducira redukcijsko sredstvo, medtem ko se redukcijsko sredstvo oksidira z oksidantom. Tako moramo oksidirati pomeni izgubiti elektrone, medtem zmanjšati pomeni pridobiti elektrone.
Ti procesi so običajni in vsakdanji, pravzaprav so bistveni za življenje: the živa bitja dobimo kemična energija zahvaljujoč podobnim reakcijam, kot je oksidacija glukoze.
Vrste oksidacije
Znani sta dve vrsti oksidacije:
- Počasna oksidacija. Proizvaja ga kisik, ki ga vsebuje zrak ali v Voda, tisti, zaradi katerega kovine izgubijo sijaj in trpijo korozija biti predolgo izpostavljeni okolje.
- Hitra oksidacija. Pojavlja se pri silovitih kemičnih reakcijah kot npr zgorevanje, na splošno eksotermni (sproščajo energijo v obliki toplote), in se proizvaja predvsem v organskih elementih (ki vsebujejo ogljik in vodik).
Oksidacijsko število
Kemični elementi imajo oksidacijsko število, ki predstavlja število elektronov, ki jih ta element sproži, ko gre za povezovanje z drugimi, da tvorijo dano spojino.
To število je skoraj vedno celo število in je lahko pozitivno ali negativno, odvisno od tega, ali zadevni element med reakcijo izgubi oziroma pridobi elektrone.
Na primer: element z oksidacijskim številom +1 ponavadi izgubi elektron, ko reagira z drugimi, medtem ko element s številom -1 pridobi elektron, ko reagira z drugimi in tvori spojino. Ta oksidacijska števila imajo lahko tako visoke vrednosti kot elektroni, ki so vključeni v proces, v nekaterih primerih pa so običajno odvisni od tega, s katerimi elementi reagirajo.
Prosti elementi, ki niso kombinirani z drugimi, imajo oksidacijsko število 0. Po drugi strani pa so nekateri primeri oksidacijskih števil:
Oksidacijsko število kisika je -2 (O-2), razen pri peroksidih, ki imajo -1 (O2-2), in superoksidih, ki imajo -½ (O2–).
Oksidacijsko število kovinskih elementov je pozitivno. Na primer: natrijev ion (Na +), magnezijev ion (Mg2 +), železovi ioni (Fe2 +, Fe3 +)
Oksidacijsko število vodika je +1 (H +), razen kovinskih hidridov, ki imajo -1 (H–).
Oksidacija in redukcija
Oksidacija in redukcija sta inverzna in komplementarna procesa, ki se vedno pojavljata istočasno. V prvem se elektroni izgubijo, v drugem pa se pridobijo, s čimer se spreminja električni naboji elementov.
Te reakcije se pogosto uporabljajo v industrijskih in metalurških procesih, na primer za zmanjšanje mineralov, pri čemer dobimo čiste kovinske elemente, kot sta železo ali aluminij; ali pri zgorevanju organskih snovi, kot v napravah za proizvodnjo električne energije ali celo v reaktivnih motorjih.