REDUKTORIUS: KAS TAI YRA STIPRIAUSIAS, PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2024

Redukuojantis agentas yra medžiaga, kuri turi sumažinti oksiduojantį agentą oksido-redukcijos reakcijai funkciją. Reduktoriai yra prigimties elektronų donorai, paprastai medžiagos, kurių oksidacijos lygis yra žemiausias ir turinčios daug elektronų.

Vyksta cheminė reakcija, kurios metu atomų oksidacijos būsenos skiriasi. Šios reakcijos apima redukcijos procesą ir papildomą oksidacijos procesą. Šiose reakcijose vienas ar keli elektronai iš vienos molekulės, atomo ar jono perkeliami į kitą molekulę, atomą ar joną. Tai apima oksido redukcijos reakcijos susidarymą.

Oksido redukcijos proceso metu tas elementas ar junginys, kuris praranda (arba paaukoja) savo elektroną (arba elektronus), yra vadinamas reduktoriu, priešingai nei tas oksiduojantis agentas, kuris yra elektronų receptorius. Tada sakoma, kad reduktoriai redukuoja oksidatorių, o oksidatorius oksiduoja reduktorių.

Geriausi arba stipriausi reduktoriai yra tie, kurių atominis spindulys yra didžiausias; tai yra, jie turi didesnį atstumą nuo savo branduolio iki elektronų, kurie jį supa.

Reduktoriai paprastai yra metalai arba neigiami jonai. Įprasti reduktoriai yra askorbo rūgštis, siera, vandenilis, geležis, ličio, magnis, manganas, kalis, natris, vitaminas C, cinkas ir net morkų ekstraktas.

Kas yra reduktoriai?

Kaip jau minėta, redukuojantys agentai yra atsakingi už oksidatoriaus redukciją, kai vyksta oksido redukcijos reakcija.

Paprasta ir tipiška oksido redukcijos reakcija yra aerobinis ląstelių kvėpavimas:

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

Tokiu atveju, kai gliukozė (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) reaguoja su deguonimi (O ₂ ), gliukozė veikia kaip reduktorius, suteikiantis elektronus deguoniui - tai yra, jis oksiduojasi -, o deguonis yra tampa oksiduojančiu agentu.

Organinės chemijos, geriausi reduktorių yra tie reagentai, kurie suteikia vandenilį (H ₂ ) į reakcijos. Šioje chemijos srityje redukcijos reakcija reiškia vandenilio pridėjimą prie molekulės, nors taip pat galioja aukščiau pateiktas apibrėžimas (oksido redukcijos reakcijos).

Veiksniai, lemiantys reduktoriaus stiprumą

Tikimasi, kad medžiaga gali būti laikoma „stipria“ molekulėmis, atomais arba jonais, kurie daugiau ar mažiau lengvai išskiria elektronus.

Tam reikia daugybės veiksnių, į kuriuos reikia atsižvelgti atpažįstant reduktoriaus galią: elektronegatyvumas, atominis spindulys, jonizacijos energija ir redukcijos potencialas.

Elektronegatyvumas

Elektronegatyvumas yra savybė, apibūdinanti atomo tendenciją pritraukti surištų elektronų porą į save. Kuo didesnis elektronegatyvumas, tuo didesnė patraukli jėga, kurią atomas daro elektronams, kurie jį supa.

Periodinėje lentelėje elektronegatyvumas padidėja iš kairės į dešinę, todėl šarminiai metalai yra mažiausiai elektronegatyvūs elementai.

Atominis radijas

Tai savybė, kuria matuojamas atomų skaičius. Tai nurodo tipinį arba vidutinį atstumą nuo atominio branduolio centro iki aplinkinių elektronų debesies ribos.

Ši savybė nėra tiksli - be to, jos apibrėžime dalyvauja kelios elektromagnetinės jėgos -, tačiau žinoma, kad ši vertė periodinėje lentelėje mažėja iš kairės į dešinę ir didėja iš viršaus į apačią. Štai kodėl manoma, kad šarminių metalų, ypač cezio, atominis spindulys yra didesnis.

Jonizacijos energija

Ši savybė apibūdinama kaip energija, reikalinga mažiausiai surištam elektronui pašalinti iš atomo (valentinis elektronas), kad susidarytų katijonas.

Sakoma, kad kuo arčiau elektronai yra atomo branduolyje, kurį jie supa, tuo didesnė atomo jonizacijos energija.

Jonizacijos energija periodinėje lentelėje padidėja iš kairės į dešinę ir iš apačios į viršų. Vėlgi, metalai (ypač šarminiai) turi mažesnę jonizacijos energiją.

Sumažėjimo potencialas

Tai yra cheminės rūšies polinkio į elektronus gavimo matas, todėl jis turi būti sumažintas. Kiekviena rūšis turi vidinį redukcijos potencialą: kuo didesnis potencialas, tuo didesnis jos afinitetas elektronams ir gebėjimas būti sumažintam.

Reduktoriai - tai medžiagos, turinčios mažiausią redukcijos potencialą dėl mažo afiniteto elektronams.

Stipresni reduktoriai

Remiantis aukščiau aprašytais veiksniais, galima daryti išvadą, kad norint rasti „stiprų“ reduktorių, reikia atomo ar molekulės, turinčios mažą elektronegatyvumą, didelį atomo spindulį ir mažą jonizacijos energiją.

Kaip jau minėta, šarminiai metalai turi šias savybes ir yra laikomi stipriausiais reduktoriais.

Kita vertus, ličio (Li) yra laikomas stipriausiu redukcijos agentu, nes jis turi mažiausią redukcijos potencialą, tuo tarpu „LiAlH _4“ molekulė yra laikoma stipriausiu redukuojančiu agentu iš visų, nes turi šią ir kitas norimas savybes.

Reakcijų su reduktoriais pavyzdžiai

Kasdieniame gyvenime yra daugybė rūdžių sumažėjimo atvejų. Kai kurie labiausiai tipiški yra išsamiai aprašyti žemiau:

1 pavyzdys

Oktano (pagrindinio benzino komponento) degimo reakcija:

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

Galima pamatyti, kaip oktanas (reduktorius) aukoja elektronus deguoniui (oksidatoriui), sudarydamas didelius kiekius anglies dioksido ir vandens.

2 pavyzdys

Gliukozės hidrolizė yra dar vienas naudingas bendro redukcijos pavyzdys:

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

Šioje reakcijoje NAD molekulės (elektronų receptorius ir oksidatorius šioje reakcijoje) paima elektronus iš gliukozės (reduktoriaus).

3 pavyzdys

Galiausiai, geležies oksido reakcijoje

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

Reduktorius yra aliuminis, o oksidatorius - geležis.

Nuorodos

1. Vikipedija. (sf). Vikipedija. Gauta iš en.wikipedia.org
2. BBC. (sf). BBC.co.uk. Gauta iš bbc.co.uk
3. Pearsonas, D. (nd). Chemija „LibreTexts“. Gauta iš chem.libretexts.org
4. Tyrimai, B. (sf). „Bodner“ tyrimų internetas. Gauta iš chemed.chem.purdue.edu
5. Peteris Atkinsas, LJ (2012). Cheminiai principai: įžvalgos siekis.