1.4 Χαρακτηριστικά οξειδωτικών και αναγωγικών σωμάτων

Ένα σώμα (στοιχείο, χημική ένωση ή ιόν) λέγεται οξειδωτικό όταν προκαλεί οξείδωση ενώ το ίδιο ανάγεται. Τα οξειδωτικά σώματα περιέχουν άτομα που μπορούν να αναχθούν δηλαδή να μειώσουν τον αριθμό οξείδωσής τους.

Ένα σώμα (στοιχείο, χημική ένωση ή ιόν) λέγεται αναγωγικό όταν προκαλεί αναγωγή ενώ το ίδιο οξειδώνεται. Τα αναγωγικά σώματα περιέχουν άτομα που μπορούν να οξειδωθούν δηλαδή να αυξήσουν τον αριθμό οξείδωσής τους.

Παράδειγμα:
Στην αντίδραση:           Ag+  + Fe2+Ag + Fe3+

Ο Ag+ χαρακτηρίζεται ως οξειδωτικό σώμα γιατί προκαλεί την οξείδωση του Fe2+ σε Fe3+ (αύξηση του αριθμού οξείδωσης από +2 σε +3) , ενώ ο ίδιος ανάγεται σε Ag (μείωση του αριθμού οξείδωσης από +1 σε 0).

Ο Fe2+ χαρακτηρίζεται ως αναγωγικό σώμα γιατί προκαλεί αναγωγή του Ag+ σε Ag (μείωση του αριθμού οξείδωσης από +1 σε 0), ενώ ο ίδιος οξειδώνεται σε Fe3+ (αύξηση του αριθμού οξείδωσης από +2 σε +3).

Τόσο τα οξειδωτικά όσο και τα αναγωγικά σώματα εμφανίζονται σε ζεύγη οξειδωμένης / αναγμένης μορφής.

Παράδειγμα:
Ag+ / Ag  οξειδωμένη μορφή 1 / αναγμένη μορφή 1

Fe2+ / Fe3+ αναγμένη μορφή 2 / οξειδωμένη μορφή 2

Το οξειδωτικό σώμα βρίσκεται με την οξειδωμένη μορφή και μετατρέπεται στην αναγμένη του μορφή.

Αντίστοιχα το αναγωγικό σώμα βρίσκεται με την αναγμένη μορφή και μετατρέπεται στην οξειδωμένη του μορφή.

Όσο ισχυρότερο είναι το οξειδωτικό σώμα, τόσο ασθενέστερη είναι η αναγμένη μορφή στην οποία μετατρέπεται. Επίσης όσο ισχυρότερο είναι το αναγωγικό σώμα, τόσο ασθενέστερη είναι η οξειδωμένη μορφή στην οποία μετατρέπεται.

Αυτά μπορούν να απεικονιστούν στο γενικό σχήμα:

Οξειδωτικό 1     +     Αναγωγικό 2    →   Αναγωγικό 1    +   Οξειδωτικό 2
         Ag+            +             Fe2+         →          Ag              +          Fe3+

 

Οξειδωτικό σώμα 1: Προκαλεί οξείδωση - Το ίδιο ανάγεται - Προσλαμβάνει e- - Μειώνεται ο Α.Ο - Βρίσκεται με την οξειδωμένη του μορφή - Ισχυρή οξειδωμένη μορφή 1 

Αναγωγικό σώμα 2: Προκαλεί αναγωγή - Το ίδιο οξειδώνεται – Αποβάλλει e- - Αυξάνεται ο Α.Ο - Βρίσκεται με την αναγμένη του μορφή – Ισχυρή αναγμένη μορφή 2

Αναγωγικό 1: Ασθενής αναγμένη μορφή 1

Οξειδωτικό 2: Ασθενής οξειδωμένη μορφή 2

Ένα οξειδωτικό σώμα είναι τόσο ισχυρότερο, όσο μεγαλύτερη τάση έχει για πρόσληψη ηλεκτρονίων, ενώ ένα αναγωγικό είναι τόσο ισχυρότερο, όσο μεγαλύτερη τάση έχει για απόδοση ηλεκτρονίων.

Τα οξειδωτικά σώματα περιέχουν κατά κανόνα, στοιχείο με σχετικά μεγάλο αριθμό οξείδωσης, ενώ τα αναγωγικά περιέχουν στοιχείο με σχετικά μικρό αριθμό οξείδωσης.

Μια ουσία που περιέχει στοιχείο με ενδιάμεσο αριθμό οξείδωσης μπορεί να συμπεριφέρεται είτε σαν αναγωγικό (παρουσία ισχυρότερου οξειδωτικού) είτε σαν οξειδωτικό (παρουσία ισχυρότερου αναγωγικού)

Η οξειδωτική και αναγωγική  ισχύς των οξειδωτικών και αναγωγικών σωμάτων εκφράζεται με το κανονικό δυναμικό οξειδοαναγωγής των ημιστοιχείων των οξειδοαναγωγικών ζευγών και μετριέται με μεγάλη ακρίβεια πειραματικά.

Παράδειγμα:
Ποιο από τα παρακάτω σώματα είναι οξειδωτικό και ποιο αναγωγικό;
HNO3 , NO2 , NO , NH3 , N2

Ένωση

HNO3

NO2

NO

NH3

N2

Αριθμός οξείδωσης Ν

+5

+4

+2

-3

0

Στο ΗΝΟ3 το Ν έχει το μεγαλύτερο αριθμό οξείδωσης και άρα μπορεί να δράσει μόνο σαν οξειδωτικό σώμα δηλαδή να προκαλέσει οξείδωση και το ίδιο να αναχθεί κατεβαίνοντας τη σκάλα οξειδοαναγωγής.
Στην ΝΗ3 το Ν έχει το μικρότερο αριθμό οξείδωσης και άρα μπορεί να δράσει μόνο σαν αναγωγικό σώμα δηλαδή να προκαλέσει αναγωγή και το ίδιο να οξειδωθεί ανεβαίνοντας τη σκάλα οξειδοαναγωγής.
Το ΝΟ  το ΝΟ2  και το Ν2 μπορούν να δράσουν και σαν οξειδωτικά και σαν αναγωγικά.

Τα κυριότερα οξειδωτικά και αναγωγικά σώματα βρίσκονται στους παρακάτω πίνακες:

Πίνακας 1:

ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ

Στοιχεία
•Οξειδωτικά είναι τα αμέταλλα τα οποία έχουν την ακόλουθη σειρά οξειδωτικής ισχύος:
F2 > Ο3 > Cl2 > Br2 > Ο2 > I2 > S
Συνοπτικά ισχύει:
Χ2 - +…    (Χ: F, Cl, Br, I)
Ο2 Ο2- +….
Ο3 Ο2 + Ο2- +…

Οξείδια
MnO2 + H+ Mn2+ +…(ομοίως το PbO2)
CuO Cu 0 + … (ομοίως το Ag2O)
H2O2 Η2O2- + …
SO2  S0 + …

Οξέα
H2SO4 (πυκνό) SO2 +…
HNO3 (αραιό) NO +…
HNO3 (πυκνό) NO2 +

Άλατα
KMnO4 + H+ Mn2+ +  …
K2Cr2O7 + H+ 2Cr3+
•Άλατα που περιέχουν μέταλλο
με τον ανώτερο Α.Ο. αυτού π.χ.
Fe3+ Fe2+ + …  και   Sn4+ Sn2+
•οξυγονούχα άλατα αλογόνων αλογονούχα άλατα
π.χ. KClO3 KCl + …
•CaOCl2(χλωράσβεστος)  CaCl2 + …

Βάσεις
Καμία

Πίνακας 2:

ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΑΝΑΓΩΓΙΚΑ

Στοιχεία
Μέταλλα                                                                                                         
Η σειρά αναγωγικής ισχύος των μετάλλων σε σχέση με το υδρογόνο είναι:
Li >K > Ba > Ca > Na > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Co > Ni > Sn > Pb > H2 > Bi > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
Δηλαδή το Κ είναι πιο αναγωγικό από το Na. Έτσι, K + NaCl KCl + Na
Γενικά ισχύει: Μ Μx+ +…
Ορισμένα αμέταλλα (π.χ. C, S, P, H2)
C CO2 +…       ,         Η2 Η2O +…
S H2SO4 +….  ,         P H3PO4 +….

Οξείδια
SO2 H2SO4 + … ,       CO CO2+…
H2O2 O2 + …

Οξέα
2HX X2 + …  (X = Cl, Br, I)                                     
H2S S0 + …
Η2SO3 Η2SO4 + …( Γενικά,  -ώδη οξέα     -ικά  οξέα)

Άλατα
Na2SO3 Na2SO4 + … (Γενικά,  -ώδη άλατα     -ικά άλατα)
2NaX X2 + … (X = Cl,Br,I)
Na2S S + …
Fe2+ Fe3+ + … (ομοίως Sn2+ Sn4+)

Αμμωνία
2NH3 N2+ …

 

 

Αρχή Σελίδας