Реакции окисления-восстановления.

Реакции окисления–восстановления

Атмосфера Земли содержит около 20% молекулярного кислорода, O₂, химически реактивного газа, который играет важную роль в метаболизме аэробных организмов и во многих экологических процессах, формирующих мир. Термин окисление изначально использовался для описания химических реакций, связанных с O₂, но его значение эволюционировал, чтобы относиться к широкому и важному классу реакции, известному как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции.  

Некоторые окислительно-восстановительные реакции включают перенос электронов между видами реагента для получения ионных продуктов, например, такие как реакция натрия и хлора для получения хлорида натрия:

Полезно посмотреть процесс в отношении каждого отдельного реагента, то есть представить судьбу каждого реагента в виде уравнения, называемого полуреакцией:

Эти уравнения показывают, что атомы Na теряют электроны, в то время как атомы CL (в молекуле Cl₂) приобретают электроны, “s” подписывается на результирующие ионы, означающие, что они присутствуют в виде твердого ионного соединения. Для окислительно-восстановительных реакций такого рода потери и усиление электронов определяют взаимодополняющие процессы, которые происходят:

окисление = потеря электронов

восстановление = приобретение электронов

В этой реакции натрий окисляется и хлор подвергается восстановлению (редукции). С более активной точки зрения натрий функционирует как восстановитель (редуктор), так как он обеспечивает электроны (или уменьшает заряд) хлора. Аналогично, хлор действует как окислитель, так как эффективно удаляет электроны из натрия.

восстановитель = окисленное вещество

окислитель = восстановленное вещество

В целом, окислитель получает электрон от восстанавливающего агента, а сам восстанавливается. Заряд окислителя становится более отрицательным. Аналогичным образом восстанавливающего вещества теряет электрон окислителя и сам окисляется. Заряд восстановителя становится более положительным.

Некоторые окислительные процессы, однако, не включают передачу электронов. Рассмотрим, например, реакцию, аналогичную реакции, дакоторая дает NaCl:

Произведение этой реакции — ковалентное соединение, поэтому передача электронов в явном смысле не вовлечена. Для уточнения сходства этой реакции с предыдущей и разрешения однозначного определения окислительно-восстановительных реакций определено свойство под названием степень окисления.  

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 4.2: Классификация химических реакций.