Hvad er oxidation? Definition og eksempel

To nøgletyper af kemiske reaktioner er oxidation og reduktion. Oxidation har ikke nødvendigvis noget med ilt at gøre. Her er, hvad det betyder, og hvordan det relaterer til reduktion.

Key takeaways: Oxidation in Chemistry

Oxidation er tabet af elektroner under en reaktion af a molekyle, atom eller ion.
Oxidation opstår, når oxidationstilstand af et molekyle, atom eller ion forøges. Den modsatte proces kaldes reduktion, der opstår, når der er en forøgelse af elektroner, eller oxidationen af ​​et atom, molekyle eller ion falder.

Et eksempel på en reaktion er den, der dannes mellem brint og fluorgas fluoridsyre:

H₂ + F₂ → 2 HF

I denne reaktion oxideres brint og fluor reduceres. Reaktionen kan forstås bedre, hvis den er skrevet i form af to halvreaktioner.

H₂ → 2 H⁺ + 2 e^-

F₂ + 2 e^- → 2 F^-

Bemærk, at der ikke er ilt overalt i denne reaktion!

En ældre betydning af oxidation var hvornår ilt blev føjet til en forbindelse. Dette skyldtes iltgas (O₂) var det første kendte oxidationsmiddel. Mens tilsætning af ilt til en forbindelse typisk opfylder kriterierne for elektrontab og en stigning i oxidationstilstand blev definitionen på oxidation udvidet til også at omfatte andre typer kemikalier reaktioner.

Et klassisk eksempel på den gamle definition af oxidation er, når jern kombineres med ilt til dannelse jernoxid eller rust. Jernet siges at have oxideret til rust. Den kemiske reaktion er:

2 Fe + O₂ → Fe₂O₃

Jernmetallet oxideres til dannelse af jernoxid kendt som rust.

Elektrokemiske reaktioner er gode eksempler på oxidationsreaktioner. Når en kobbertråd anbringes i en opløsning, der indeholder sølvioner, overføres elektroner fra kobbermetallet til sølvioner. Kobbermetallet oxideres. Sølvmetallpisker vokser på kobbertråden, mens kobberioner frigøres i opløsningen.

Cu (s) + 2 Ag⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + 2 Ag (s)

Et andet eksempel på oxidation, hvor et element kombineres med ilt, er reaktionen mellem magnesiummetal og ilt til dannelse af magnesiumoxid. Mange metaller oxiderer, så det er nyttigt at genkende ligningens form:

2 mg (s) + O₂ (g) → 2 MgO (s)

Når elektronet blev opdaget og kemiske reaktioner kunne forklares, indså videnskabsmænd oxidation og reduktion forekommer sammen, hvor en art mister elektroner (oxideret) og en anden får elektroner (Reduceret). En type kemisk reaktion, hvor oxidation og reduktion forekommer, kaldes en redox-reaktion, der står for reduktion-oxidation.

Oxidering af et metal med iltgas kunne derefter forklares som metalatomet, der mister elektroner til dannelse af kationen (der oxideres) med iltmolekylet, der får elektroner til dannelse af iltioner. I tilfælde af magnesium, for eksempel, kan reaktionen blive omskrevet som:

2 mg + O₂ → 2 [Mg²⁺] [O^2-]

bestående af følgende halvreaktioner:

Mg → Mg²⁺ + 2 e^-

O₂ + 4 e^- → 2 O^2-

Oxidation, hvor ilt er involveret, er stadig oxidation i henhold til den moderne definition af udtrykket. Der er imidlertid en anden gammel definition, der involverer brint, som kan opstå i organiske kemi-tekster. Denne definition er det modsatte af iltdefinitionen, så den kan forårsage forvirring. Det er stadig godt at være opmærksom. I henhold til denne definition er oxidation tabet af brint, mens reduktion er gevinsten af ​​brint.

For eksempel, ifølge denne definition, når ethanol oxideres til ethanal:

CH₃CH₂OH → CH₃CHO

Ethanol betragtes som oxideret, fordi det mister brint. Ved at vende ligningen kan ethanal reduceres ved at tilsætte brint til den for at danne ethanol.

Så husk den moderne definition af oxidation og reduktion vedrører elektroner (ikke ilt eller brint). En måde at huske, hvilken art der oxideres, og hvilken der reduceres, er at bruge OIL RIG. OIL RIG står for Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

• Haustein, Catherine Hinga (2014). K. Lee Lerner og Brenda Wilmoth Lerner (red.). Oxidation – Reduktionsreaktion. The Gale Encyclopedia of Science (5. udgave). Farmington Hills, MI: Gale Group.
• Hudlický, Miloš (1990). Oxideringer i organisk kemi. Washington, D.C: American Chemical Society. s. 456. ISBN 978-0-8412-1780-5.