1.3 Τι είναι η οξείδωση και τι η αναγωγή

1) Πριν γίνει γνωστή η ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων δόθηκαν οι εξής ορισμοί για την οξείδωση και την αναγωγή:

Οξείδωση είναι η ένωση ενός στοιχείου με το οξυγόνο ή η αφαίρεση υδρογόνου από μία ένωση

Παράδειγμα:
O C οξειδώνεται προς CO2 σύμφωνα με την αντίδραση:
C + O2CO2
To HCl οξειδώνεται προς Cl2 σύμφωνα με την αντίδραση:
4HCl + O2 → 2Cl2 + 2H2O

Αναγωγή είναι η ένωση ενός στοιχείου με το υδρογόνο ή η αφαίρεση οξυγόνου από μία ένωση

Παράδειγμα:
Το Ι2 ανάγεται σε ΗΙ σύμφωνα με την αντίδραση:
Ι2 + Η2 → 2ΗΙ
Το ZnO ανάγεται σε Zn σύμφωνα με την αντίδραση:
ZnO + C → Zn + CO

2) Μετά από την εύρεση της ηλεκτρονιακής θεωρίας  και την κατανόηση των χημικών δεσμών δόθηκαν οι εξής ορισμοί για την οξείδωση και την αναγωγή:

Οξείδωση είναι η αποβολή ηλεκτρονίων

Αναγωγή είναι η πρόσληψη ηλεκτρονίων

Παράδειγμα:
Στην περίπτωση της οξειδοαναγωγικής αντίδρασης:  Zn + ½O2 → ZnO , ο  Zn οξειδώνεται αποβάλλοντας e- , ενώ το Ο ανάγεται προσλαμβάνοντας e-.

Κάθε άτομο Zn αποβάλλει 2e- από την εξωτερική του στιβάδα και μετατρέπεται σε ιόν ψευδαργύρου Zn2+. Αυτή η μετατροπή αποδίδεται από τη χημική εξίσωση που ονομάζεται και ημιαντίδραση οξείδωσης:
Zn → Zn2+ + 2e-
Τα 2e- που αποβλήθηκαν από το άτομο του Zn προσλήφθηκαν από το άτομο του οξυγόνου Ο σύμφωνα με τη χημική εξίσωση που ονομάζεται και ημιαντίδραση αναγωγής:
½O2 + 2e- → O2-

Γίνεται λοιπόν φανερό ότι μία ημιαντίδραση οξείδωσης (αποβολή e-), δεν μπορεί να συμβαίνει ξεχωριστά από μία ημιαντίδραση αναγωγής  (πρόσληψη e-). Αυτό συμβαίνει γιατί τα e- που χάνει ένα στοιχείο ή μία ένωση πρέπει να τα προσλαμβάνει ένα άλλο στοιχείο ή μία ένωση. Άρα δεν μπορούμε να διαχωρίσουμε το φαινόμενο της οξείδωσης από αυτό της αναγωγής γι’ αυτό και χρησιμοποιούμε τον όρο φαινόμενο οξειδοαναγωγής.

 Η χημική εξίσωση που περιγράφει αυτό το φαινόμενο της οξειδοαναγωγής προκύπτει από την πρόσθεση των δύο ημιαντιδράσεων οξείδωσης και αναγωγής ως εξής:

Ημιαντίδραση οξείδωσης:                        Zn → Zn2+ + 2e-

Ημιαντίδραση αναγωγής:                         ½O2 + 2e- → O2-

Συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση    Zn + ½O2 → Ζn2+ + O2-

Τελική οξειδοαναγωγική αντίδραση         Zn + ½O2ZnO

3) Ο ορισμός της οξείδωσης και της αναγωγής με την ηλετρονική θεωρία αποδεικνύεται ανεπαρκής για την περίπτωση των ομοιοπολικών ενώσεων στις οποίες δεν υπάρχει αποβολή-πρόσληψη ηλεκτρονίων αλλά αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων. Έτσι ορίστηκε ο αριθμός οξείδωσης με τη βοήθεια του οποίου δόθηκε ο σύγχρονος πλέον ορισμός για το τι είναι οξείδωση και τι αναγωγή.
Στην παραπάνω οξειδοαναγωγική αντίδραση για παράδειγμα, μπορούμε  να διαπιστώσουμε  τη μεταβολή του αριθμού οξείδωσης των στοιχείων Zn και O. Ο Zn οξειδώνεται χάνοντας 2e- με αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού οξείδωσής του από 0 σε +2, ενώ το Ο ανάγεται προσλαμβάνοντας 2 e- με αποτέλεσμα τη μείωση του αριθμού οξείδωσής του από 0 σε -2.

 Άρα:

Οξείδωση είναι η αύξηση του αριθμού οξείδωσης (Α.Ο)

Αναγωγή είναι η μείωση του αριθμού οξείδωσης (Α.Ο)

Συμπερασματικά:

ΟΞΕΙΔΩΣΗ

ΑΝΑΓΩΓΗ

Η ένωση ενός στοιχείου με το οξυγόνο
ή η αφαίρεση υδρογόνου από μία ένωση

Η ένωση ενός στοιχείου με το υδρογόνο
ή η αφαίρεση οξυγόνου από μία ένωση

Η αποβολή ηλεκτρονίων

Η πρόσληψη ηλεκτρονίων

Η αύξηση του αριθμού οξείδωσης (Α.Ο)

Η μείωση του αριθμού οξείδωσης (Α.Ο)

 

 

Αρχή Σελίδας