واکنش اکسیداسیون در مقابل واکنش کاهش
واکنش های اکسیداسیون و کاهش به هم مرتبط هستند. جایی که یک ماده اکسید می شود، ماده دیگر کاهش می یابد. بنابراین، این واکنش ها به طور مشترک به عنوان واکنش های ردوکس شناخته می شوند.
واکنش اکسیداسیون
در ابتدا واکنش های اکسیداسیون به عنوان واکنش هایی که در آن گاز اکسیژن شرکت می کند شناسایی شد. در اینجا، اکسیژن با یک مولکول دیگر ترکیب می شود و یک اکسید تولید می کند. در این واکنش اکسیژن کاهش و ماده دیگر تحت اکسیداسیون قرار می گیرد. بنابراین، اساساً واکنش اکسیداسیون، افزودن اکسیژن به ماده دیگر است.به عنوان مثال، در واکنش زیر، هیدروژن تحت اکسیداسیون قرار می گیرد و بنابراین، اتم اکسیژن به آب هیدروژن ساز اضافه می شود.
2H2 + O2 -> 2H2O
راه دیگری برای توصیف اکسیداسیون از دست دادن هیدروژن است. مواردی وجود دارد که توصیف اکسیداسیون به عنوان افزودن اکسیژن دشوار است. به عنوان مثال، در واکنش زیر اکسیژن به کربن و هیدروژن اضافه شده است، اما فقط کربن تحت اکسیداسیون قرار گرفته است. در این مثال، اکسیداسیون را می توان با گفتن از دست دادن هیدروژن توصیف کرد. همانطور که هیدروژن ها هنگام تولید دی اکسید کربن از متان حذف می شوند، کربن در آنجا اکسید شده است.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
یک رویکرد جایگزین دیگر برای توصیف اکسیداسیون، از دست دادن الکترون است. این رویکرد می تواند برای توضیح واکنش های شیمیایی استفاده شود، جایی که ما نمی توانیم تشکیل اکسید یا از دست دادن هیدروژن را ببینیم. بنابراین، حتی زمانی که اکسیژن وجود ندارد، می‌توانیم اکسیداسیون را با استفاده از این روش توضیح دهیم.به عنوان مثال در واکنش زیر، منیزیم به یون منیزیم تبدیل شده است. از آنجایی که منیزیم دو الکترون از دست داده است، تحت اکسیداسیون قرار گرفته و گاز کلر عامل اکسید کننده است.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
حالت اکسیداسیون به شناسایی اتم هایی که تحت اکسیداسیون قرار گرفته اند کمک می کند. طبق تعریف IUPAC، حالت اکسیداسیون معیار درجه اکسیداسیون یک اتم در یک ماده است. به عنوان باری که یک اتم ممکن است تصور شود تعریف می شود. حالت اکسیداسیون یک مقدار صحیح است و می تواند مثبت، منفی یا صفر باشد. حالت اکسیداسیون یک اتم در اثر واکنش شیمیایی تغییر می کند. اگر حالت اکسیداسیون در حال افزایش باشد، گفته می شود که اتم اکسید شده است. مانند واکنش فوق، منیزیم حالت اکسیداسیون صفر و یون منیزیم دارای حالت اکسیداسیون +2 است. از آنجایی که عدد اکسیداسیون افزایش یافته است، منیزیم اکسید شده است.
واکنش کاهش
کاهش برعکس اکسید کردن است.از نظر انتقال اکسیژن، در واکنش های کاهشی، اکسیژن از دست می رود. از نظر انتقال هیدروژن، زمانی که هیدروژن به دست می آید، واکنش های کاهشی صورت می گیرد. به عنوان مثال، در مثال بالا بین متان و اکسیژن، اکسیژن کاهش یافته است زیرا هیدروژن به دست آورده است. از نظر انتقال الکترون، کاهش در حال افزایش الکترون است. بنابراین با توجه به مثال بالا، کلر کاهش می یابد.
تفاوت بین واکنش اکسیداسیون و واکنش کاهشی چیست؟
• در واکنش های اکسیداسیون، اکسیژن به دست می آید و در واکنش های کاهش، اکسیژن از دست می رود.
• در اکسیداسیون هیدروژن از دست می رود اما در کاهش هیدروژن به دست می آید.
• در واکنش‌های اکسیداسیون، الکترون‌ها از بین می‌روند، اما در واکنش‌های کاهش، الکترون‌ها به دست می‌آیند.
• در واکنش های اکسیداسیون، حالت اکسیداسیون افزایش می یابد. گونه هایی که تحت کاهش قرار می گیرند، حالت اکسیداسیون آنها را کاهش می دهد.
