Vad är en reducerande agent?

November 20

Ett reduktionsmedel är en term inom kemi som refererar till en atom som donerar elektroner i en oxidations-reduktionsreaktion. Atomen som vinner dessa elektroner sägs minska. Den reducerade atomen kallas oxidationsmedel; det tar elektroner från den oxiderade atom, som är ett annat namn för reduktionsmedlet.

Om en elektron lämnar en atom det måste gå någon annanstans, så processerna för oxidation och reduktion går hand i hand. Tillsammans bildar de en klass av reaktioner kallas oxidation-reduktionsreaktioner, även känd som redoxreaktioner. Dessa reaktioner genererar ett flöde av elektroner, så att de har elektrisk potential.

Forskare kan utnyttja potentialen för oxidation-reduktionsreaktioner för att skapa elektricitet. Detta är konceptet bakom potatis batteri, en gemensam experiment. Försöks sätter en zink bly och en kopparkabel i potatis. De fritt flytande joner i potatis underlättar elektronflöde mellan de två ledningarna genom att förhindra en uppbyggnad av positiv laddning runt de ledningar som skulle stoppa reaktionen. Elektroner strömmar från ledningen som fungerar som ett reduktionsmedel för ledningen som fungerar som ett oxidationsmedel; i processen, atomer från den reducerande bly in i lösning av potatisen, medan joner omger oxiderande bly omvandlas till metall på ytan av den ursprungliga ledningen.

Om en atom är ett oxidationsmedel i en reaktion, skulle det vara ett reduktionsmedel om reaktionen var omvänd. Huruvida en atom fungerar som ett oxidationsmedel eller ett reduktionsmedel beror på den riktning, i vilken reaktionen är spontan. Reaktioner uppstår spontant om deras produkter är relativt mer stabil än sina reagenser. Forskare kan förutsäga spontanitet oxidations-reduktionsreaktioner baserat på deras elektriska potentialen.

För att utvärdera en potentiell oxidation-reduktionsreaktion, forskare först bryta reaktionen i halv reaktioner, som representerar förlust av elektroner eller reduktion. I fallet med potatisen, zink och koppar kan båda bildar joner med en laddning av positiv 2. Sålunda de halv-reaktioner är Zn 2 + 2e - -> Zn och Cu 2 + 2e - -> Cu.

Nästa steg är att finna riktningen av elektronflöde. Försöks gör detta med hjälp av en tabell över vanliga reduktionspotentialer, vilket ger en potential för varje halva reaktion. Om riktningen för halv reaktionen omkastas, har sin potential i samma storleksordning, men dess teckenbyten. Potentialen för hälften reaktion av zink är -0,76 volt, medan den för koppar är 0.34 volt.

Detta innebär att zink är en starkare reduktionsmedel än koppar, så i denna reaktion zink fungerar som reduktionsmedel. Den totala reaktionen i potatis batteriet är Zn + Cu 2 -> Zn +2 + Cu, vilket genererar 1.10 volt i tråden som förbinder ledningarna. Om zink bly ersattes med en silver bly, dock då koppar skulle vara det reduktionsmedel, eftersom halv reaktion av silver, Ag + + e -, har en standardreduktionspotential på 0,80 volt. Batteriet skulle generera 0,46 volt.

  • Huruvida en atom fungerar som ett oxidationsmedel eller ett reduktionsmedel beror på den riktning, i vilken reaktionen är spontan.