22.1: Кисень в реакціях
- Page ID
- 19411
Люди дуже переживають за свої посмішки. З роками зуби дійсно знебарвлюють деякі, тому процедура відбілювання зубів стає все більш популярною. Найкраще робити в кабінеті стоматолога, для відбілювання зубів використовуються різні хімічні препарати, що містять пероксиди. Менш ефективними, але більш легкими у використанні є «відбілюючі зуби» зубні пасти (також містять пероксиди), які обіцяють подарувати вам більш яскраву посмішку.
Кисень в реакціях
Багато елементів просто поєднуються з киснем, утворюючи оксид цього елемента. Нагрівання магнію в повітрі дозволяє йому поєднуватися з киснем з повітря, утворюючи оксид магнію:
\[2 \ce{Mg} \left( s \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{MgO} \left( s \right)\nonumber \]
Сполуки також можуть вступати в реакцію з киснем, можливо, створюючи оксиди більш ніж одного елемента. При згорянні метану утворюється вуглекислий газ і вода:
\[\ce{CH_4} \left( g \right) + 2 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow \ce{CO_2} \left( g \right) + 2 \ce{H_2O} \left( g \right)\nonumber \]
Вуглекислий газ - це оксид вуглецю, тоді як вода - оксид водню. Ранні вчені розглядали окислення як процес, при якому речовина вступала в реакцію з киснем з отриманням одного або декількох оксидів. У попередніх прикладах магній і метан окислюються.
Окислення також визначається як втрата атомів водню. У наступному рівнянні етанол окислюється до ацетальдегіду втратою двох атомів водню:
\[\ce{CH_3CH_2OH} \rightarrow \ce{CH_3CHO} + 2 \ce{H} \: \text{atoms}\nonumber \]
Окислення не обов'язково вимагає нагрівання. Залізо, яке піддається впливу повітря і води, повільно окислюється в процесі, широко відомому як іржавіння. Відбілювачі містять різні сполуки, такі як гіпохлорит натрію\(\left( \ce{NaClO} \right)\), який виділяє кисень, який окислює плями. Перекис водню\(\left( \ce{H_2O_2} \right)\) виділяє кисень у міру того, як він мимовільно розкладається. Він діє як відбілювач і антисептик, який вбиває бактерії шляхом їх окислення.
Хімічна реакція, яка протилежна окисленню, називається відновленням. Виходячи з уявлення про те, що окислення спочатку вважалося лише додаванням кисню, зменшення вважалося лише видаленням кисню з речовини. Багато природних металевих руд присутні у вигляді оксидів. Чисті метали можуть бути витягнуті шляхом відновлення. Залізо отримують з оксиду заліза (III) шляхом взаємодії з вуглецем при високих температурах:
\[2 \ce{Fe_2O_3} \left( s \right) + 3 \ce{C} \left( s \right) \rightarrow 4 \ce{Fe} \left( s \right) + 3 \ce{CO_2} \left( g \right)\nonumber \]
Видалення кисню з\(\ce{Fe_2O_3}\) засобів, до яких він зводиться\(\ce{Fe}\). Зверніть увагу, що одночасно відбувається процес окислення. Реагент вуглецю окислюється до\(\ce{CO_2}\). Це важливе поняття. Окислення і відновлення повинні відбуватися разом. Жоден не може статися поодинці в реакції.
Зменшення також можна розглядати як посилення водню. Зворотна реакція\(\rightarrow\) ацетальдегіду етанолу, показана вище, є реакцією відновлення:
\[\ce{CH_3CHO} + 2 \ce{H} \: \text{atoms} \rightarrow \ce{CH_3CH_2OH}\nonumber \]
Резюме
- Окислення - це процес, при якому речовина вступає в реакцію з киснем з утворенням одного або декількох оксидів; він також визначається як втрата атомів водню.
- Редукція - це видалення кисню з речовини, або посилення атомів водню.
- Реакції окислення та відновлення повинні відбуватися разом; жодна реакція не може відбуватися окремо.