22.3: Окислювачі та відновники
- Page ID
- 19410
Життя на планеті Земля - це складний і добре організований комплекс процесів. Тварини покликані дихати киснем, а рослини призначені для вироблення кисню. Фотосинтез - це засіб, за допомогою якого рослини виробляють кисень, необхідний тваринам для життя. Світло, що вражає рослинний пігмент, відомий як хлорофіл, ініціює складну серію реакцій, багато з яких включають окислювально-відновні процеси в комплекті з рухом електронів. У цій серії реакцій вода перетворюється на кисневий газ, і нам є що підтримувати наше життя.
Окислювачі та відновники
Реакція нижче - це окислювально-відновна реакція, яка виробляє сульфід цинку:
\[\ce{Zn} + \ce{S} \rightarrow \ce{ZnS}\nonumber \]
У напівреакціях можна записати:
\[\begin{align*} &\text{Oxidation:} \: \ce{Zn} \rightarrow \ce{Zn^{2+}} + 2 \ce{e^-} \\ &\text{Reduction:} \: \ce{S} + 2 \ce{e^-} \rightarrow \ce{S^{2-}} \end{align*}\nonumber \]
У вищеописаній реакції цинк окислюється, втрачаючи електрони. Однак повинна бути присутня інша речовина, яка отримує ці електрони, і в даному випадку це сірка. Іншими словами, сірка викликає окислення цинку. Сірка називається окислювачем. Цинк змушує сірку набирати електрони і зменшуватися, і тому цинк називається відновником. Окислювач - це речовина, яка викликає окислення, приймаючи електрони. Відновлювач - це речовина, яка викликає зниження за рахунок втрати електронів. Найпростіший спосіб думати про це полягає в тому, що окислювач - це речовина, яка відновлюється, тоді як відновник - це речовина, яка окислюється. На прикладі нижче показано, як аналізувати окислювально-відновну реакцію.
Приклад\(\PageIndex{1}\)
Коли хлорний газ пузириться в розчин броміду натрію, відбувається реакція, яка виробляє водний хлорид натрію і бром. Визначте, що окислюється, а що відновлюється. Визначте окислювачі та відновники.
\[\ce{Cl_2} \left( g \right) + 2 \ce{NaBr} \left( aq \right) \rightarrow 2 \ce{NaCl} \left( aq \right) + \ce{Br_2} \left( l \right)\nonumber \]
Рішення:
Крок 1: Плануйте проблему.
Розбийте реакцію на чисте іонне рівняння, а потім на напівреакції. Речовина, що втрачає електрони, окислюється і є відновником. Речовина, яка отримує електрони, відновлюється і є окислювачем.
Крок 2: Вирішіть.
\[\begin{align*} \ce{Cl_2} \left( g \right) + \cancel{2 \ce{Na^+} \left( aq \right)} + 2 \ce{Br^-} \left( aq \right) &\rightarrow \cancel{2 \ce{Na^+} \left( aq \right)} + 2 \ce{Cl^-} \left( aq \right) + \ce{Br_2} \left( l \right) \\ \ce{Cl_2} \left( g \right) + 2 \ce{Br^-} \left( aq \right) &\rightarrow 2 \ce{Cl^-} \left( aq \right) + \ce{Br_2} \left(l \right) \: \: \: \: \: \left( \text{net ionic equation} \right) \end{align*}\nonumber \]
\[\begin{align*} &\text{Oxidation:} \: \ce{Cl_2} \left( g \right) + 2 \ce{e^-} \rightarrow 2 \ce{Cl^-} \left( aq \right) \\ &\text{Reduction:} \: 2 \ce{Br^-} \left( aq \right) \rightarrow \ce{Br_2} \left( l \right) + 2 \ce{e^-} \end{align*}\nonumber \]
The\(\ce{Cl_2}\) відновлюється і є окислювачем. The\(\ce{Br^-}\) окислюється і є відновником.
Резюме
- Окислювач - це речовина, яка викликає окислення, приймаючи електрони.
- Відновлювач - це речовина, яка викликає зниження за рахунок втрати електронів.
- Наведено приклади окислювачів і відновників.