Back to chapter

4.10:

Redox reacties

JoVE Core
Química
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Química
Oxidation-Reduction Reactions

Idiomas

COMPARTILHAR

Bepaalde processen die van vitaal belang zijn voor het leven, waaronder fotosynthese, verbranding en corrosie, vallen in de categorie reacties die oxidatie reductie-of redox-reacties worden genoemd. Redoxreacties bestaan uit twee gelijktijdige processen:oxidatie en reductie. De term oxidatie betekent een toename van het oxidatiegetal, wat overeenkomt met het verlies van elektronen, terwijl reductie een afname van het oxidatiegetal betekent, wat overeenkomt met de toename van elektronen.Om de rol van elektronen te onthouden, gebruik je de afkorting OIL RIG, wat staat voor:oxidatie verliest reductie wint Oxidatie en reductie zijn complementaire processen. In een redoxreactie tussen twee reactanten verliest één reactant elektronen en wordt geoxideerd, terwijl de andere reactant elektronen krijgt en wordt verminderd. Denk maar eens aan de oxidatie reductiereactie tussen kalium een alkalimetaal en chloor, een niet-metaal.Het neutrale kaliumatoom verliest een elektron om een kaliumion te worden. Kalium wordt geoxideerd en de lading neemt toe van nul in het neutrale atoom tot één plus in het kation. Het neutrale chlooratoom krijgt een elektron en wordt een chloride-ion.Chloor wordt verminderd en de lading neemt af van nul in het neutrale atoom tot één minus in het anion. Omdat kalium een elektron afstaat, is het het reductiemiddel of reductant. Chloor accepteert het elektron, dus het is het oxidatiemiddel of een oxidator.Het redoxproces leidt tot de vorming van kaliumchloride. In het algemeen wordt bij redoxreacties tussen alkali-of aardalkalimetalen en niet-metalen het metaal geoxideerd en wordt het niet-metaal gereduceerd tot een ionische verbinding door volledige elektronenoverdracht. Dit geldt vaak ook voor reacties tussen andere metalen of metalloïden en niet-metalen, maar niet altijd.Een ander voorbeeld van een redoxproces is de vorming van gasvormig waterstofchloride. Hier zijn beide reactanten waterstof en chloor niet-metalen, dus er is geen volledige overdracht van elektronen. In plaats daarvan deelt waterstof een elektron met chloor in een gedeeltelijke of formele elektronenoverdracht.Bij de vorming van waterstofchloride wordt waterstof dus geoxideerd en krijgt het een gedeeltelijke positieve lading, terwijl chloor wordt gereduceerd en een gedeeltelijke negatieve lading krijgt. Aangezien zowel oxidatie-als reductieprocessen plaatsvinden, is dit een redoxreactie. In het algemeen omvatten redoxreacties tussen niet-metalen gedeeltelijke elektronenoverdracht tussen elementen om een covalente verbinding te vormen.

4.10:

Redox reacties

Oxidation–Reduction Reactions

Earth’s atmosphere contains about 20% molecular oxygen, O2, a chemically reactive gas that plays an essential role in the metabolism of aerobic organisms and in many environmental processes that shape the world. The term oxidation was originally used to describe chemical reactions involving O2, but its meaning has evolved to refer to a broad and important reaction class known as oxidation–reduction (redox) reactions. 

Some redox reactions involve the transfer of electrons between reactant species to yield ionic products, such as the reaction between sodium and chlorine to yield sodium chloride:

Eq1

It is helpful to view the process with regard to each individual reactant, that is, to represent the fate of each reactant in the form of an equation called a half-reaction:

Eq2

Eq3

These equations show that Na atoms lose electrons while Cl atoms (in the Cl2 molecule) gain electrons, the “s” subscripts for the resulting ions signifying they are present in the form of a solid ionic compound. For redox reactions of this sort, the loss and gain of electrons define the complementary processes that occur:

oxidation = loss of electrons

reduction = gain of electrons

In this reaction, sodium is oxidized and chlorine undergoes reduction. Viewed from a more active perspective, sodium functions as a reducing agent (reductant), since it provides electrons to (or reduces) chlorine. Likewise, chlorine functions as an oxidizing agent (oxidant), as it effectively removes electrons from (oxidizes) sodium.

reducing agent = species that is oxidized

oxidizing agent = species that is reduced

In general, an oxidizing agent gains an electron from the reducing agent, and itself gets reduced. The charge of an oxidizing agent becomes more negative. Similarly, a reducing agent loses an electron to the oxidizing agent, and itself gets oxidized. The charge of a reducing agent becomes more positive.

Some redox processes, however, do not involve the transfer of electrons. Consider, for example, a reaction similar to the one yielding NaCl:

Eq4

The product of this reaction is a covalent compound, so the transfer of electrons in the explicit sense is not involved. To clarify the similarity of this reaction to the previous one and permit an unambiguous definition of redox reactions, a property called oxidation number has been defined. 

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 4.2: Classifying Chemical Reactions.