Skillnad mellan oxidation och reduktion

Huvudskillnad - Oxidering mot reduktion

Oxidering och reduktion är de två halva reaktionerna av redoxreaktioner. En redoxreaktion är en kemisk reaktion som sker genom elektronutbytet mellan atomer. Huvudskillnaden mellan oxidation och reduktion är det oxidation är den ökande oxidationstillståndet hos en atom medan reduktion är minskningen av oxidationstillståndet hos en atom.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är oxidation
      - Definition, mekanism, exempel
2. Vad är Reduktion
      - Definition, mekanism, exempel
3. Vad är skillnaden mellan oxidation och reduktion
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Oxidation, Oxidationstillstånd, Oxiderande medel, Redoxreaktion, Reduktionsmedel, Reduktion

Vad är oxidation

oxidation kan definieras som förlust av elektroner från en atom, molekyl eller jon. Denna förlust av elektroner medför att oxidationstillståndet hos den kemiska arten ökas. Eftersom en oxidationsreaktion släpper ut elektroner, bör det finnas en elektron acceptande art. Därför är oxidationsreaktionen en halvreaktion av en större reaktion. Oxidationen av en kemisk art ges som förändringen av dess oxidationstillstånd. Oxidationstillstånd är ett tal med positiv (+) eller negativ (-) symbol som indikerar förlust eller förstärkning av elektroner med en viss atom, molekyl eller jon.

Tidigare gav termen oxidation definitionen "tillsatsen av syre till en förening." Detta berodde på att syre var det enda kända oxidationsmedlet vid den tiden. Denna definition är dock inte längre exakt eftersom det finns många fler oxidationsreaktioner som uppstår i frånvaro av syre. Exempelvis involverar reaktionen mellan magnesium (Mg) och saltsyra (HCl) inget syre, men det är en redoxreaktion som inkluderar oxidationen av Mg till Mg²⁺. Följande exempel visar oxidations- och reduktionsreaktionerna i en redoxreaktion.

Figur 01: Oxidation av Mg genom tillsats av syre till Mg. Två elektroner släpps från Mg, och en syreatom erhåller två elektroner.

Det finns en annan historisk definition för oxidation med väte. Det är, oxidation är processen att förlora H⁺ joner. Detta är inte heller korrekt eftersom det finns många reaktioner som uppstår utan frisättning av H⁺ joner.

Figur 02: Oxideringen av alkoholgruppen i karboxylsyragrupp

En oxidation ökar alltid oxidationstillståndet hos en kemisk art på grund av förlusten av elektroner. Denna förlust av elektroner orsakar att laddningen av en atom eller molekyl förändras.

Oxidationsmekanism

Oxidering kan ske på fyra olika sätt beroende på förändringen av oxidationstillståndet.

1. Från noll till positiv oxidationstillstånd

En molekyl eller en atom som inte har någon elektrisk laddning (neutral) kan oxideras. Oxideringen ökar alltid oxidationstillståndet. Därför skulle atomens nya oxidationstillstånd vara ett positivt värde.

Figur 03: oxidation av Fe (0) till Fe (+3)

2. Från negativ till positiv oxidationstillstånd

En atom i ett negativt oxidationstillstånd kan oxideras till ett positivt oxidationstillstånd.

Figur 04: Oxideringen av S (-2) till S (+6) oxidationstillstånd

3. Från negativ till noll oxiderande stat

Figur 05: Oxideringen av O (-2) till O2 (0)

4. Ökning av positiv oxidationstillstånd

Denna typ av oxidationsreaktioner ingår mestadels med övergångsmetallelement eftersom dessa metallelement kan hålla flera oxidationstillstånd och de uppträder till +7 oxidationstillstånd på grund av närvaron av d-orbitaler.

Figur 06: Oxideringen av Fe (+2) till Fe (+3)

En neutral atom består av protoner (positivt laddade) i kärnan och elektronerna (negativt laddade) runt kärnan. Den positiva laddningen av kärnan balanseras av de negativa laddningarna av elektroner. Men när en elektron avlägsnas från detta system, är det ingen negativ laddning att neutralisera motsvarande positiva laddning. Då får atomen en positiv laddning. Därför ökar oxidationen alltid de positiva egenskaperna hos atomer.

Vad är Reduktion

Reduktion kan definieras som förstärkning av elektroner från en atom, molekyl eller en jon. Denna förstärkning av elektroner medför att oxidationstillståndet hos den kemiska arten minskar, eftersom reduktionen skapar en extra negativ elektrisk laddning i atomer. För att erhålla elektroner från utsidan bör det finnas en elektrondoneringsart. Reduktionen är därför en kemisk reaktion som sker under redoxreaktioner. Reduktionsreaktion är en halvreaktion.

Reduktionsmekanism

Reduktion kan också ske på fyra sätt enligt följande.

1. Från noll till negativ oxidationstillstånd

Till exempel vid oxidationstillståndet för O, vid oxidering₂ är noll och det minskar till -2 på grund av tillsatsen av nya elektroner.

Figur 07: Reduktion av syre

2. Från positiv till negativ oxidationstillstånd

Element som kan hålla positiva såväl som negativa oxidationstillstånd kan genomgå denna typ av reduktionsreaktioner.

Figur 08: Reduktion av N (+3) till N (-3)

3. Från positiv till noll oxidationstillstånd

Figur 09: Reduktionen av Ag+

4. Minskning av negativ oxidationstillstånd

Figur 10: Reduktion av O (-2) till O (-1)

Vanligtvis har syreatomer i föreningar -2 oxidationstillstånd. Men i peroxider finns det två syreatomer bundna till varandra. Båda atomer har samma elektronegativitet. Därför skulle oxidationstillståndet för båda atomer vara -2. Därefter har en syreatom -1-oxidationstillstånd.

Skillnad mellan oxidation och reduktion

Definition

oxidation: Oxidation kan definieras som förlust av elektroner från en atom, molekyl eller jon.

Minskning: Reduktion kan definieras som förstärkning av elektroner från en atom, molekyl eller en jon.

Ändring av oxidationstillstånd

oxidation: Oxidationstillståndet ökar i oxidation.

Minskning:  Oxidationstillståndet minskar vid reduktion.

Utbyte av elektroner

oxidation: Oxidationsreaktioner frigör elektroner till omgivningen.

Minskning: Reduktionsreaktioner erhåller elektroner från omgivningen.

Byte av elektrisk laddning

oxidation: Oxidering orsakar ökningen av positiv laddning av en kemisk art.

Minskning: Reduktion orsakar ökningen av negativ laddning av en kemisk art.

Kemiska arter involverade

oxidation: Oxidering sker i reduktionsmedel.

Minskning: Reduktion sker i oxidationsmedel.

Slutsats

Oxidering och reduktion är de två halva reaktionerna av redoxreaktioner. Huvudskillnaden mellan oxidation och reduktion är att oxidation är ökningen av en atoms oxidationstillstånd medan reduktion är minskningen av oxidationstillståndet hos en atom.

referenser:

1.Helmenstine, Anne Marie. "Vad är reduktion i kemi?" ThoughtCo. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 06 juli 2017. 
2. "Vad är oxidation." Study.com. Study.com, n.d. Webb. Tillgänglig här. 06 juli 2017.