Vi forklarer, hvad oxidation er, og hvordan det opstår. Også typerne af oxidation, oxidationstal og reduktion.
Hvad er oxidation?
Det kaldes almindeligvis oxidation til kemiske reaktioner hvor ilt kombineres med andet stoffer, danner molekyler kaldet oxider. Dette er især udbredt i metallernes verden, selvom det på ingen måde er eksklusivt for dem. I kemi kaldes oxidation det kemiske fænomen, hvor en atom, molekyle eller ion mister en eller flere elektroner og øger dermed dens positive ladning.
Da oxygen er et grundstof, der normalt accepterer disse elektroner, blev denne type reaktion kaldt reduktion-oxidationsreaktioner, oxid-reduktionsreaktioner eller redoxreaktioner, men det er også vigtigt at præcisere, at der kan være redoxreaktioner, hvor ilt ikke deltager. Tag i betragtning, at navnet oxygen kommer fra det græske oxys, "Syre"; Y genos, "Producer": det vil sige, oxygen hedder sådan, fordi det tærer på metaller, ligesom han gør syre.
De fleste tilfælde af oxidation involverer ilt, men det kan også forekomme i dets fravær. Og på samme måde sker oxidation og reduktion altid sammen og samtidigt.
To elementer, der udveksler elektroner, deltager altid i dem:
- Oxidationsmidlet. Det er det kemiske grundstof, der fanger elektroner overføres, det vil sige, at den modtager dem og øger sin negative ladning. Dette kaldes at have en lavere oxidationstilstand, eller med andre ord at blive reduceret.
- Reduktionsmidlet. Er han kemisk element der giver op eller mister de overførte elektroner, hvilket øger deres positive ladning. Dette kaldes at have en højere oxidationstilstand, eller med andre ord at blive oxideret.
Altså: oxidationsmidlet reduceres af reduktionsmidlet, mens reduktionsmidlet oxideres af oxidationsmidlet. Det er vi altså nødt til at oxidere er at miste elektroner, mens at reducere er at få elektroner.
Disse processer er almindelige og daglige, faktisk er de essentielle for liv: det levende væsner vi opnår kemisk energi takket være lignende reaktioner, såsom oxidation af glucose.
Typer af oxidation
Der er to kendte typer af oxidation:
- Langsom oxidation. Det produceres af ilten indeholdt i luft eller i Vand, den der får metaller til at miste deres glans og lide korrosion at blive udsat for længe miljø.
- Hurtig oxidation. Det sker ved voldsomme kemiske reaktioner som f.eks forbrænding, generelt eksotermiske (de frigiver energi i form af varme), og produceres hovedsageligt i organiske grundstoffer (indeholdende kulstof og brint).
Oxidationsnummer
Kemiske grundstoffer har et oxidationstal, som repræsenterer antallet af elektroner, som dette grundstof sætter i spil, når det kommer til at associere med andre for at danne en given forbindelse.
Dette tal er næsten altid heltal, og kan være positivt eller negativt, alt efter om det pågældende grundstof henholdsvis mister eller får elektroner under reaktionen.
For eksempel: et grundstof med oxidationsnummer +1 har tendens til at miste en elektron, når det reagerer med andre, mens et med nummer -1 har tendens til at få en elektron, når det reagerer med andre for at danne en forbindelse. Disse oxidationstal kan have værdier så høje som elektroner involveret i behandle, og i nogle tilfælde afhænger de normalt af, hvilke elementer de reagerer med.
Frie grundstoffer, det vil sige, som ikke er kombineret med andre, har oxidationstal 0. På den anden side er nogle eksempler på oxidationstal:
Oxidationstallet for oxygen er -2 (O-2), bortset fra peroxider, der har -1 (O2-2) og superoxider, der har -½ (O2–).
Oxidationstallet for metalliske grundstoffer er positivt. For eksempel: natriumion (Na+), magnesiumion (Mg2+), jernioner (Fe2+, Fe3+)
Oxidationstallet for hydrogen er +1 (H +), bortset fra metalhydrider, som har -1 (H–).
Oxidation og reduktion
Oxidation og reduktion er omvendte og komplementære processer, der altid sker på samme tid. I den første tabes elektroner, og i den anden vindes de, hvilket varierer elektriske ladninger af elementerne.
Disse reaktioner bruges ofte i industrielle og metallurgiske processer, for eksempel for at reducere mineraler, der opnår rene metalliske elementer såsom jern eller aluminium; eller ved forbrænding af organisk stof, som i elproduktionsanlæg eller endda i jetmotorer.