Redukcja obejmuje połowiczną reakcję, w której gatunek chemiczny zmniejsza ją liczba utlenienia, zwykle poprzez zdobywanie elektrony. Druga połowa reakcji obejmuje utlenianie, w którym elektrony giną. Razem redukcja i utlenianie tworzą reakcje redoks (redukcja-utlenianie = redoks). Redukcję można uznać za odwrotny proces utleniania.
W niektórych reakcjach utlenianie i redukcję można rozpatrywać w kategoriach transferu tlenu. Tutaj utlenianie jest zyskiem tlenu, podczas gdy redukcja jest utratą tlenu.
Stara, mniej popularna definicja utleniania i redukcji analizuje reakcję pod kątem protonów lub wodoru. Tutaj utlenianie to utrata wodoru, podczas gdy redukcja to zysk wodoru.
Najdokładniejsza definicja redukcji obejmuje elektrony i liczbę utlenienia.
Przykłady redukcji
H+ jony o liczbie utlenienia +1 są redukowane do H2, z liczbą utlenienia 0, w odczyn:
Zn (y) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(sol)
Innym prostym przykładem jest reakcja między tlenkiem miedzi a magnezem z wytworzeniem miedzi i tlenku magnezu:
CuO + Mg → Cu + MgO
Rdzewienie żelaza to proces polegający na utlenianiu i redukcji. Tlen jest redukowany, a żelazo utleniane. Chociaż łatwo jest zidentyfikować, które gatunki są utlenione i zredukowane za pomocą definicji utleniania i redukcji „tlenu”, trudniej jest wizualizować elektrony. Jednym ze sposobów na to jest przepisanie reakcji jako równanie jonowe. Tlenek miedzi (II) i tlenek magnezu są związkami jonowymi, a metale nie są:
Cu2+ + Mg → Cu + Mg2+
Jon miedzi ulega redukcji poprzez pozyskiwanie elektronów w celu utworzenia miedzi. Magnez ulega utlenieniu przez utratę elektronów z wytworzeniem kationu 2+. Lub możesz to postrzegać jako magnez redukujący jony miedzi (II) przez oddawanie elektronów. Magnez działa jako czynnik redukujący. W międzyczasie jony miedzi (II) usuwają elektrony z magnezu, tworząc jony magnezu. Jony miedzi (II) są utleniaczem.
Innym przykładem jest reakcja, która ekstrahuje żelazo z rudy żelaza:
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3 CO2
Tlenek żelaza ulega redukcji (traci tlen), tworząc żelazo, a tlenek węgla utlenia się (zyskuje tlen), tworząc dwutlenek węgla. W tym kontekście tlenkiem żelaza (III) jest Środek utleniający, który daje tlen innej cząsteczce. Tlenek węgla to Środek redukujący, który usuwa tlen z substancji chemicznych.
OIL RIG i LEO GER To Remember Utlenianie i redukcja
Istnieją dwa akronimy, które mogą pomóc w utrzymaniu prostego utleniania i redukcji.
- OIL RIG - to oznacza „Utlenianie to strata, a redukcja to zysk”. Gatunek utleniony traci elektrony, które są pozyskiwane przez gatunek zredukowany.
- LEO GER lub „Lew Leo mówi grr.” - Oznacza to „Utratę elektronów = utlenianie, podczas gdy wzrost elektronów = redukcja”.
Innym sposobem na zapamiętanie, która część reakcji jest utleniona, a która jest zredukowana, jest po prostu przywołanie średniej redukcji ładunku.