REDUKCIJSKI AGENT: KAJ JE TO, NAJMOČNEJŠI, PRIMERI - KEMIJA - 2025

Redukcijsko sredstvo je snov, ki ima funkcijo zmanjšanje oksidacijskega sredstva v reakciji oksid redukcijo. Reduktorji so po naravi darovalci elektronov, običajno snovi, ki so na najnižji ravni oksidacije in z veliko količino elektronov.

Prihaja do kemične reakcije, pri kateri se oksidacijska stanja atomov razlikujejo. Te reakcije vključujejo postopek redukcije in komplementarni postopek oksidacije. V teh reakcijah se en ali več elektronov iz ene molekule, atoma ali iona prenese v drugo molekulo, atom ali ion. To vključuje proizvodnjo reakcije redukcije oksida.

Med postopkom redukcije oksida se tisti element ali spojina, ki izgubi (ali darova) svoj elektron (ali elektrone), imenuje redukcijsko sredstvo, v nasprotju z oksidantom, ki je elektronski receptor. Potem se reče, da redukcionarji zmanjšajo oksidacijsko sredstvo, oksidacijsko sredstvo pa oksidira redukcijsko sredstvo.

Najboljši ali najmočnejši reducenti so tisti z največjim atomskim polmerom; torej imajo večjo razdaljo od svojega jedra do elektronov, ki ga obdajajo.

Redukcije so običajno kovine ali negativni ioni. Pogosta reducirna sredstva vključujejo askorbinsko kislino, žveplo, vodik, železo, litij, magnezij, mangan, kalij, natrij, vitamin C, cink in celo korenčkov izvleček.

Kaj so reducenti?

Kot smo že omenili, so redukcijska sredstva odgovorna za zmanjšanje oksidacijskega sredstva, ko pride do reakcije redukcije oksida.

Preprosta in značilna reakcija reakcije redukcije oksida je aerobno celično dihanje:

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

V tem primeru, ko glukoza (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) reagira s kisikom (O ₂ ), se glukoza obnaša kot reducent, ki daje elektrone kisiku - torej se oksidira - in kisik je postane oksidacijsko sredstvo.

V organski kemiji, najboljši reducenti so ti reagenti, ki omogočajo vodika (H ₂ ) do reakcije. Na tem področju kemije se reakcija redukcije nanaša na dodajanje vodika molekuli, čeprav velja tudi zgornja definicija (reakcije redukcije oksida).

Dejavniki, ki določajo jakost reducirnega sredstva

Da se snov šteje za "močno", se pričakuje, da gre za molekule, atome ali ione, ki bolj ali manj zlahka izločajo svoje elektrone.

Za to obstaja vrsta dejavnikov, ki jih je treba upoštevati, da prepoznamo silo, ki jo lahko ima reducent: elektronegativnost, atomski polmer, ionizacijska energija in možnost redukcije.

Elektronegativnost

Elektronegativnost je lastnost, ki opisuje težnjo atoma, da privlači par vezanih elektronov k sebi. Večja kot je elektronegativnost, večja je privlačna sila, ki jo atom izvaja na elektrone, ki ga obkrožajo.

V periodični tabeli se elektronegativnost poveča od leve proti desni, zato so alkalne kovine najmanj elektronegativni elementi.

Atomski radio

To je lastnost, ki meri število atomov. Nanaša se na značilno ali povprečno razdaljo od središča atomskega jedra do meje okoliškega elektronskega oblaka.

Ta lastnost ni natančna - poleg tega je v njeno opredelitev vključenih več elektromagnetnih sil -, vendar je znano, da se ta vrednost v periodični tabeli zmanjšuje od leve proti desni in narašča od zgoraj navzdol. Zaradi tega velja, da imajo alkalne kovine, zlasti cezij, večji atomski polmer.

Ionizacijska energija

Ta lastnost je opredeljena kot energija, ki je potrebna za odstranitev najmanj vezanega elektrona iz atoma (valenčni elektron), da nastane kation.

Rečeno je, da bližje kot sta elektrona jedru atoma, ki ga obdajata, večja je ionizacijska energija atoma.

V periodični tabeli se ionizacijska energija poveča od leve proti desni in od spodaj navzgor. Spet imajo kovine (zlasti alkalne) nižjo ionizacijsko energijo.

Zmanjševalni potencial

To je merilo nagnjenosti kemične vrste k pridobivanju elektronov in jo je zato treba zmanjšati. Vsaka vrsta ima lastni redukcijski potencial: večji kot je potencial, večja je njegova sorodnost z elektroni in tudi njegova sposobnost zmanjšati.

Redukcije so tiste snovi z najnižjim redukcijskim potencialom zaradi njihove nizke afinitete z elektroni.

Močnejša reducirna sredstva

Z zgoraj opisanimi dejavniki je mogoče sklepati, da je za iskanje "močnega" reducirnega atoma zaželen atom ali molekula z nizko elektronegativnostjo, velikim atomskim polmerom in nizko ionizacijsko energijo.

Kot smo že omenili, imajo alkalne kovine te lastnosti in veljajo za najmočnejša reducirna sredstva.

Po drugi strani pa litij (Li) velja za najmočnejše reducirno sredstvo, ker ima najnižji redukcijski potencial, molekula LiAlH ₄ pa velja za najmočnejše redukcijsko sredstvo vseh, saj vsebuje to in druge želene lastnosti.

Primeri reakcij z reducenti

V vsakdanjem življenju je veliko primerov zmanjšanja rje. Spodaj je podrobno predstavljenih nekaj najbolj reprezentativnih:

Primer 1

Reakcija zgorevanja oktana (glavna sestavina bencina):

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

Videti je, kako oktan (reducent) donira elektrone kisiku (oksidacijsko sredstvo), pri čemer tvori ogljikov dioksid in vodo v velikih količinah.

Primer 2

Hidroliza glukoze je še en uporaben primer skupnega zmanjšanja:

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

Pri tej reakciji molekule NAD (elektronski receptor in oksidacijsko sredstvo v tej reakciji) odvzamejo elektrone iz glukoze (reducirnega sredstva).

Primer 3

Nazadnje v reakciji železovega oksida

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

Redukcijsko sredstvo je aluminij, oksidant pa je železo.

Reference

1. Wikipedija. (sf). Wikipedija. Pridobljeno z en.wikipedia.org
2. BBC. (sf). BBC.co.uk. Pridobljeno iz bbc.co.uk
3. Pearson, D. (drugi). Kemija LibreTexts. Pridobljeno s chem.libretexts.org
4. Raziskave, B. (sf). Bodner Research Web. Pridobljeno s chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Kemična načela: prizadevanje za vpogled.