اکسیداسیون در مقابل احتراق
واکنش‌های کاهش اکسیداسیون یک نوع اساسی از واکنش‌های شیمیایی هستند که معمولاً در زندگی با آن مواجه می‌شویم.
اکسیداسیون
در ابتدا واکنش های اکسیداسیون به عنوان واکنش هایی که گاز اکسیژن در آنها شرکت می کند، شناسایی شدند. در آنجا اکسیژن با مولکول دیگری ترکیب می شود و 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.
احتراق
احتراق یا گرم کردن واکنشی است که در آن گرما توسط یک واکنش گرمازا تولید می شود.برای انجام واکنش، یک سوخت و یک اکسیدان باید وجود داشته باشد. موادی که در حال احتراق هستند به عنوان سوخت شناخته می شوند. اینها می توانند هیدروکربن هایی مانند بنزین، گازوئیل، متان یا گاز هیدروژن و غیره باشند. معمولاً عامل اکسید کننده اکسیژن است، اما اکسیدان های دیگری مانند فلوئور نیز می توانند وجود داشته باشند. در واکنش، سوخت توسط اکسیدان اکسید می شود. بنابراین، این یک واکنش اکسیداسیون است. هنگامی که از سوخت های هیدروکربنی استفاده می شود، محصولات پس از سوختن کامل معمولاً دی اکسید کربن و آب هستند. با این حال، اگر سوختن به طور کامل اتفاق نیفتد، مونوکسید کربن و سایر ذرات می‌توانند در اتمسفر آزاد شوند و این می‌تواند باعث آلودگی زیادی شود.
تفاوت بین اکسیداسیون و احتراق چیست؟
• احتراق یک واکنش اکسیداسیون است.
• برای احتراق، اکسیدان معمولی اکسیژن است، اما برای انجام واکنش اکسیداسیون، اکسیژن ضروری نیست.
• در احتراق، محصولات عمدتاً آب و دی اکسید کربن هستند، اما در اکسیداسیون، محصول بسته به ماده اولیه می تواند متفاوت باشد. با این حال، همیشه حالت اکسیداسیون بالاتری نسبت به واکنش دهنده ها خواهند داشت.
• در واکنش های احتراق، گرما و نور تولید می شود و از انرژی می توان کار کرد. اما برای واکنش های اکسیداسیون، این همیشه درست نیست.
