การลดลงเป็นปฏิกิริยาทางเคมีทั้งหมดที่อะตอมของสารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่งได้รับอิเล็กตรอน สิ่งที่สามารถมองเห็นได้ด้วยวิธีนี้: ตำแหน่งว่างหรือ "ความรู้สึกไม่สบาย" ทางอิเล็กทรอนิกส์ของคุณจะลดลง อะตอมได้รับอิเล็กตรอนเมื่อสิ่งมีชีวิตบริจาค นั่นคือมันเป็นสนิม
ปฏิกิริยาประเภทนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยตัวเอง: หากสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งยอมรับอิเล็กตรอนอีกชนิดหนึ่งจำเป็นต้องยอมแพ้ มิฉะนั้นสสารจะถูกสร้างขึ้นจากความว่างเปล่าลดอะตอมหลังจากได้รับอิเล็กตรอนจากสุญญากาศ ดังนั้นจึงเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ (รีดักชั่น / ออกซิเดชั่น) ครึ่งหนึ่ง
การลดต้นเงิน ที่มา: Gabriel Bolívar
ตัวอย่างที่เป็นตัวอย่างของการลดลงที่จะแสดงให้เห็นในห้องเรียนเป็นปฏิกิริยาระหว่างพื้นผิวโลหะทองแดงและสารละลายซิลเวอร์ไนเตรท, Agno 3
ในการแก้ปัญหาเงินพบเป็นประจุบวกAg +ไพเพอร์ สิ่งเหล่านี้โดยการทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของทองแดงที่มีรูปร่างเหมือนต้นคริสต์มาสจะดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมของทองแดง เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ทองแดงจะแทนที่เงินในเกลือไนเตรต และเป็นผลให้ไนเตรตทองแดง Cu (NO 3 ) 2 จะเกิดขึ้น
Cu 2+ไอออนบวกกับ NO 3 -เปลี่ยนสารละลายเป็นสีน้ำเงิน และสีเงินทำให้ต้นคริสต์มาสขาวราวกับหิมะปกคลุม
ลดเท่าไหร่?
ในการลดมีการกล่าวไปแล้วว่าสิ่งมีชีวิตได้รับอิเล็กตรอน สิ่งนี้จะตรวจสอบได้อย่างไรในสมการทางเคมี? ตัวอย่างเช่นในสมการของปฏิกิริยาระหว่าง Cu และ AgNO 3คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าเมื่อการลดเกิดขึ้น? ในการตรวจสอบสิ่งนี้จำเป็นต้องกำหนดหมายเลขออกซิเดชันหรือสถานะ
องค์ประกอบในสถานะธรรมชาติของพวกมันมีความหมายว่าสถานะออกซิเดชันเท่ากับศูนย์เนื่องจากสันนิษฐานว่าพวกมันไม่ได้สูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอน ดังนั้นโลหะที่เป็นของแข็งจึงมีสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์ ดังนั้นเงินจึงเปลี่ยนจาก +1 (Ag + ) เป็น 0 (Ag) ประจุของไอออนของโลหะเท่ากับสถานะออกซิเดชั่น
ในทางกลับกันอิเล็กตรอนมาจากทองแดงโดยเริ่มจาก 0 (Cu) ถึง +2 (Cu 2+ ) ไอออนไนเตรต NO 3 -ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในขณะที่โลหะทั้งสองแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน ดังนั้นจึงสามารถเขียนสมการเป็น:
2Ag + + Cu => 2Ag + Cu 2+
สังเกตว่าทั้งประจุและอะตอมสมดุลกัน
นี่คือสิ่งที่การลดทางเคมีประกอบด้วย: ในการได้รับอิเล็กตรอนที่ทำให้สถานะออกซิเดชั่นของอะตอมเป็นบวกน้อยกว่าของอิเล็กตรอน
หมายเลขออกซิเจน
ออกซีเจนเป็นอะตอมที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีและออกซิไดซ์ดังนั้นเมื่ออะตอมก่อตัวเป็นสารประกอบกับพวกมัน (เช่นออกไซด์) พวกมันจะมีสถานะออกซิเดชั่นเป็นบวก ยิ่งจำนวนออกซีเจนที่มีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมมากเท่าใดสถานะออกซิเดชันของมันก็จะเป็นบวกมากขึ้นเท่านั้น หรือสิ่งที่เหมือนกันคือสนิมมากกว่า
ดังนั้นเมื่อสารประกอบมีอะตอมของออกซิเจนน้อยกว่าจึงมีการออกซิไดซ์น้อยลง นั่นคืออะตอมสูญเสียอิเล็กตรอนน้อยลง
ตัวอย่างคลาสสิกสามารถเห็นได้ในคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ สำหรับ CO คาร์บอนมีสถานะออกซิเดชัน +2; ในขณะที่ CO 2สถานะออกซิเดชั่นคือ +4
ดังนั้นถ้าในปฏิกิริยา CO 2เปลี่ยนเป็น CO จะมีการกล่าวว่าการลดลงเกิดขึ้น เนื่องจากตอนนี้คาร์บอนทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหนึ่งตัวไม่ใช่สองตัว สำหรับปฏิกิริยาตรงกันข้าม CO เปลี่ยนเป็น CO 2เราพูดถึงการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอน
สิ่งนี้ใช้ได้กับอะตอมทั้งหมดโดยเฉพาะโลหะในออกไซด์ของโลหะ ตัวอย่างเช่น CrO 2 (Cr 4+ ) และ CrO 3 (Cr 6+ )
ในสมการทางเคมีที่สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งสูญเสียออกซิเจนในขณะที่สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ได้รับมันการถ่ายเทออกซิเจนจะเกิดขึ้น
อะตอมอิเล็กโทรเนกาติวิตี
คุณสามารถตรวจสอบได้เสมอว่ามีการลดลงหรือไม่โดยการเปลี่ยนสถานะออกซิเดชั่นให้เป็นค่าบวกน้อยลง ดังที่ได้อธิบายไปแล้ววิธีที่รวดเร็วในการบอกโดยไม่ต้องคำนวณทางคณิตศาสตร์คือการสังเกตว่าอะตอมของออกซิเจนในสารประกอบลดลงหรือไม่
สิ่งเดียวกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับอะตอมอื่น ๆ ที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าอะตอมที่ได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน
ตัวอย่างเช่นถ้า CF 4ทำปฏิกิริยาในลักษณะที่กลายเป็น CH 4จะมีการกล่าวว่าการลดลงเกิดขึ้น เนื่องจากฟลูออรีนเป็นอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าอะตอมของไฮโดรเจน เป็นผลให้คาร์บอนถูกออกซิไดซ์ใน CH 4น้อยกว่าใน CF 4ซึ่งเหมือนกับการบอกว่ามันถูกลดลง
ตัวอย่าง
การลดเคมีอินทรีย์
ตัวอย่างของ CF 4และ CH 4สะท้อนให้เห็นถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาอินทรีย์ซึ่งการลดประจุบางส่วนของอะตอมถือเป็นกำไรทางอิเล็กทรอนิกส์ สิ่งนี้ใช้ได้มากเมื่อพิจารณาการลดลงของหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจน
ตัวอย่างเช่นพิจารณากลุ่ม ROH, RCHO และ COOH ประการแรกสอดคล้องกับแอลกอฮอล์โดยที่คาร์บอนจับกับออกซิเจน (C-OH); กลุ่มที่สองคือหมู่อัลดีไฮด์โดยที่คาร์บอนสร้างพันธะคู่กับออกซิเจนและถูกผูกมัดกับไฮโดรเจนด้วย (C = OH) และกลุ่มที่สามคือกลุ่มคาร์บอกซิล
ในหมู่คาร์บอกซิลคาร์บอนจะสร้างพันธะคู่กับหนึ่ง O และพันธะเดี่ยวกับอีก O (HO-C = O)
ดังนั้นการลดลงจะเกิดขึ้นหากกรดคาร์บอกซิลิกเปลี่ยนเป็นแอลกอฮอล์:
RCOOH => ROH
การสกัดโลหะ
การลดสารเคมีมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการสกัดโลหะออกจากแร่ธาตุ ปฏิกิริยาบางอย่าง ได้แก่ :
HgS + O 2 => Hg + SO 2
ปรอทซัลไฟด์ลดลงเป็นปรอทโลหะ
Cu 2 S + O 2 => 2 Cu + ดังนั้น2
คอปเปอร์ซัลไฟด์ลดลงเป็นทองแดงโลหะ
2ZnS + 3O 2 => 2ZnO + 2SO 2
ZnO + C => Zn + CO (สังเกตการถ่ายโอน O)
สังกะสีซัลไฟด์จะถูกลดทอนเป็นมอนอกไซด์ก่อนแล้วจึงเปลี่ยนเป็นโลหะ
เฟ2 O 3 + 3CO => 2Fe + 3CO 2
เฟอร์ริกออกไซด์ลดลงเป็นเหล็กโลหะ
WO 3 + 3H 2 => W + 3H 2 O
และทังสเตนไตรออกไซด์จะลดลงเป็นทังสเตนโลหะ
ในการออกกำลังกายสามารถกำหนดเลขออกซิเดชันของโลหะก่อนที่จะลดลง
อ้างอิง
- Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
- เคมี LibreTexts (9 ธันวาคม 2561). ปฏิกิริยาการลดออกซิเดชั่น สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (04 กรกฎาคม 2561). ความหมายของการลดลงทางเคมี ดึงมาจาก: thoughtco.com
- ฮัลทซ์แมนอาร์. (2019). การลดเคมี: ความหมายและภาพรวม ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
- คลาร์กเจ. (2013). คำจำกัดความของการเกิดออกซิเดชันและการลด (รีดอกซ์) สืบค้นจาก: chemguide.co.uk
- ดูติวเตอร์. (เอสเอฟ) ปฏิกิริยาการลด ดึงมาจาก: chemistry.tutorvista.com