Redox reakció

Redox reakció
n., többes szám: redox reakciók

meghatározás: a biológiában egy biokémiai reakció, amelyben az atomok oxidációs száma megváltozott

Redox reakció meghatározása

mik azok a redox reakciók? Ez egy általános kifejezés a kémiában és a biológiában. A kémiában a redox reakció a kémiai reakció egyik típusa, amely magában foglalja az atomok oxidációs állapotának megváltozását. Ebben a reakcióban az elektronok tényleges átvitele vagy eltolódása zajlik a különböző kémiai Fajok között. Ebben a reakcióban az egyik faj elveszíti az elektronokat, míg a másik elnyeri az elektronot. (Olson, 2021) azt mondják, hogy az elektronot elnyelő Fajok csökkennek, míg az elektronot elvesztő Fajok oxidálódnak. A biológiában a redox reakció meghatározta az élet minden aspektusát, mivel ez a reakció formája fordul elő sokféle biológiai folyamatban.

mi vesz részt a redox reakciókban? A redox reakció szabálya szerint a reakció két részből áll, és mindig együtt fordulnak elő. Ezek a redukált fele és az oxidált fele. A redukciós fél és az oxidációs fél reakciók a redoxreakciók két formájának típusai. (MindTouch, 2021)

hogyan lehet meghatározni a Redox reakciót?

a Redox reakciót mindig két atom oxidációs állapotának változása határozza meg. Ha az oxidációs szám nem változik, akkor nincs redox reakció. A redox reakció másik jellemzője, hogy két egyidejű folyamatból áll, így a név. Hogy ezt jobban megértsük, értsük meg az oxidáció és redukció definícióit. Mi az oxidáció? Az oxidáció az atom, ion vagy molekula oxidációs állapotának növelése. Egyszerűen fogalmazva, ez azt jelenti, hogy elveszíti az elektront. Mi a csökkentés? A redukció egy atom, ion vagy molekula oxidációs állapotának csökkentése. Vagy egyszerűen az elektron megszerzésére utal. (Igen, a csökkentés ebben a tekintetben “megszerzést”jelent). Tehát egy redox reakcióban, míg az egyik elveszít egy elektronot, egy másik elnyeri.

a Redox reakciók típusai

ezek a redox reakciók különböző típusai, amelyeket az alábbiakban ismertetünk.

1. Bomlási Reakció
2. Kombinációs Reakció
3. Elmozdulási Reakció
4. Aránytalansági Reakció

1. Bomlási reakció

ahogy a neve is jelzi, a bomlási reakcióban a reagens különböző komponensekre oszlik vagy bontható: AB ++ A + B

példák:

• 2nah ~ 2na + H2
• 2H2O ~ 2H2 + O2

a fenti termékek a reagens bomlásával keletkeznek. Ennek eredményeként kisebb kémiai vegyületek képződnek.
bizonyos esetekben azonban nem minden bomlási reakciónak kell redox reakciónak lennie. Például, CaCO3 .. Cao + CO2 bomlási reakció, de nem redox reakció. Miért nem redox reakció? A Caco bomlási reakciója3 .. Cao + CO2 magában foglalja a komponensek disszociációját, de az oxidációs állapotokban nincs változás. Az oxidációs szám nem változott, ami állítólag megváltozik, ha redox reakcióról van szó.

2. Kombinációs reakció

a bomlási reakció fordítottja kombinációs reakció. Ebben a reakcióban két reagens kombinációja van, és egy termék képződik: a + B ^ AB

példák:

• H2 + Cl 2 xhamstern + O2 xhamstern CO2
• 4FE+ 3O2 xhamstern2o2

3. Elmozdulási reakció

ahogy a neve is jelzi, ez a reakció magában foglalja egy ion vagy atom helyettesítését egy elemről egy másik elem ionjára vagy atomjára: X + YZ stb . Az elmozdulási reakcióknak két formája van. Ezek a fém elmozdulási reakciók és a nem fém elmozdulási reakciók.

• fém elmozdulás: a fém elmozdulási reakcióiban általában a fémet egy másik fém váltja fel. Példa erre CuSO4+Zn .. Cu + ZnSO4. Fém elmozdulás reakciókat használnak a kohászati eljárás előállítására a tiszta fémek azok ércek.
• nemfémes elmozdulás: nemfémes elmozdulási reakcióban H2 hidrogént vagy néha O2 oxigént használnak az elmozduláshoz.

4. Aránytalansági reakció

aránytalansági reakcióban egyetlen reagens redukál, valamint oxidál.

példa:

P4 + 3naoh + 3H2O 6nah2po2 + ph3

oxidáló és Redukálószerek

a redox reakciókban kétféle vegyi anyag létezik. Ezek az oxidálószerek (oxidálószerek) és a redukálószerek (reduktorok). Megkülönböztetjük őket azáltal, hogy megértjük szerepüket az oxidációs és redukciós folyamatokban.

a Standard Elektródpotenciál

a Standard Elektródpotenciál egy olyan sejt standard elektromotoros erő (emf) értékének tekinthető, amelyben a hidrogénmolekulák (H2) szolvatált protonok formájában oxidálódnak standard nyomás alatt.

mi a célja a redox reakcióknak az elektrokémiai cellában?

a Redox reakció az elektrokémiai cella alapja. Két félreakcióra osztható, az anód oxidációjára és a katód redukciójára. A két elektróda elektromos potenciálja közötti különbség miatt villamos energia keletkezik. A két fémelektród potenciáljának különbsége miatt az elektrolit potenciáljának különbsége jön létre. Bármely elem vagy vegyület redukáló teljesítményének mérésére szolgál.

nincs egyszerű és egyszerű módszer az elektródpotenciál vagy az elektrolitpotenciál pontos mérésére. A nyomás, a hőmérséklet vagy a koncentráció változásai nemcsak az elektromos potenciált, hanem az elektrokémiai egyenleteket is befolyásolják. Redox reakcióban az oxidációs potenciál a redukciós potenciál negatívja, ezért elegendő az egyik potenciál kiszámítása. Ez az oka annak, hogy a standard elektródpotenciált standard redukciós potenciálként is írják.

ha a standard redukciós potenciál értéke nagyobb, akkor a redukció (az elektron megszerzése) könnyebbé válik. Tehát például az F2 standard redukciós potenciálja +2,87 V, majd Li+ esetén -3,05 V.

de mi a helyzet a biológiával? Mi a célja a redox reakcióknak a biológiai sejtben?
egy biológiai sejtben a redox reakcióknak különböző céljai vannak, például az anyagcsere során a cukormolekula vízre, szén-dioxid-gázra és energiára bomlik. A cukor szénatomjából 48 elektron átkerül az oxigénbe, az energia felszabadulásával együtt.

C6H12O6(s) + 6o2(g) 6co2(g) + 6h2o(l) + energia

az élő testben a redoxreakciók másik célja a celluláris kommunikáció. A sejtben oxigént tartalmazó reaktív molekulák jelzőmolekulákként játszanak szerepet. Például az oxigént tartalmazó reaktív molekulákat (O2, H2O2, NO) a sejtben szabályozott módon állítják elő a redoxreakciók során. Ezeknek a vegyi anyagoknak különböző szerepük van, mint például a sebgyógyulás, a gyulladás, az öregedés és a programozott sejthalál.

újabb vizsgálatok szerint a redox reakció a sejtekben rákkezelésre is felhasználható. A rákkezelő gyógyszerek egy csoportja fokozza az oxigént tartalmazó reaktív molekulák termelését a tumortestben, amely végül megöli a rákos sejteket.

példák a Redox reakciókra

néhány példa a redox reakciókra a következő.

1. példa: hidrogén és fluor közötti reakció

fluor és hidrogén reakciójában az oxidáció a hidrogénnél történik, míg a redukció a fluor esetében. A hidrogén és a fluor kombinálódik és hidrogén-fluoridot képez.

a következő egyenlet mutatja a reakciót: H2+ F2 Ft 2HF
az oxidációs egyenlet H2 Ft 2h + + 2e–
a redukciós egyenlet F2 + Ft 2F –

2. példa: vas és hidrogén-peroxid közötti reakció

a hidrogén-peroxid sav jelenlétében Fe2+ vas-ionná oxidálja Fe3+ vas-ionná. Ennek eredményeként hidroxidion képződik. A hidrogén-peroxid reagál egy protonnal, amelyet a sav ad a víz képződéséhez.

2fe22+ + H2O2 + 2h+ ca+ 2fe3 + + 2H2O
az oxidációs félreakció jelentése Fe2+ Xhamster3 + + e-
a redukciós félreakció értéke H2O2 + 2e–6 oh–

3. példa: a cink és a réz közötti reakció

amikor a Zn kiszorítja a réz ionját a réz-szulfát oldatában, rézfém keletkezik.

Zn (ek) + CuSO4 (aq) stb .. ..
az oxidációs félreakció Zn .. .. Zn2 + + 2e-
a redukciós félreakció Cu2 + + 2e– ~ cu

a Redoxreakciók jelentősége

az oxidációs-redukciós reakciók jelentősek, mivel ezek a legfontosabb és legfontosabb a föld fő energiaforrása természetes (biológiai) vagy nem természetes (mesterséges) módon. Az oxidációs reakcióban hatalmas mennyiségű energia nyerhető hidrogén eltávolításával vagy oxigén kombinációjával. (Kémia, 2021)

Redox reakciók az iparban

sok olyan vegyi anyag, amelyet gyakran használnak olyan iparágakban, mint a klór, a marónátron stb. Redox reakciók használják fehérítő anyag és a víz fertőtlenítő. Az ipari tisztítószerek gyártása során az oxidációs folyamatot alkalmazzák. Számos, a korrózió kockázatának kitett fémet védenek az áldozati anódokkal való összekapcsolással. Példa erre az acél galvanizálása. Az ammónia oxidációja salétromsavat eredményezett, amely nélkülözhetetlen műtrágya. A Redox reakciót a fémek ércektől való elválasztására is használják. Erre példa a fém-szulfid olvasztása redukálószer jelenlétében. Az aranyozott dísztárgyak gyártása során redox reakciót alkalmaznak egy vékony anyagréteg felvitelére a tárgy felületére. Ezt a folyamatot galvanizálásnak is nevezik. (W3spoint.com, 2021)

Redox reakciók a biológiában

mi a célja a redox reakcióknak a sejtben? Számos biológiai folyamat magában foglalja a redox reakciókat, például a sejtlégzést és a fotoszintézist.

a sejtlégzés

a sejtlégzés (C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2o) a glükóz szén-dioxiddá (CO2) történő oxidációja és az oxigén (O2) vízzé (H2O) történő redukciója. A redox sejtlégzés módszere összefügg a NAD+ NADH-ba történő redukciójával és oxidációjával, és fordítva. Az alábbiakban a sejtes légzés vázlatos diagramja látható.

fotoszintézis

a fotoszintézis során a redox reakciók (6 CO2 + 6 H2O + fényenergia, C6H12O6 + 6 O2) során a szén-dioxid cukorrá redukálódik, a víz oxidációja pedig molekuláris oxigént ad. Az oxigénben lévő elektronok száma 8. Bár a sejtlégzés és a fotoszintézis ellentétes reakcióként jelenik meg, ez a két folyamat nem ellentétes egymással.

olvassa el: Fotoszintézis-fotolízis és Szénkötés

Redox Cycling

az aromás vegyületek széles skáláját csökkentik a szabad gyökök képződésére szolgáló enzimek segítségével. A szabad gyököknek egy vagy több elektronjuk van, mint a szülőjüknek. Az elektrondonor bármilyen flavoenzim vagy koenzim lehet. Miután kialakulása után, a szabad gyökök formájában anionok csökkent az oxigén szuperoxid, és szintén nem érintett szülő (eredeti) vegyület kap megújult. Összességében ebben a reakcióban oxidáció történik a flavoenzim koenzimnél, és redukció a molekuláris oxigénnél a szuperoxid képződéséhez. Ezt a katalitikus viselkedést Redox ciklusnak nevezik.

Redox reakciók a geológiában

a geológiában a redox reakciónak számos felhasználása van, például:

• ásványi anyagok mobilizálása
• ásványi anyagok képződése
• lerakódási környezet

a sziklák színében a redox állapot látható. Az oxidáló kőzet vörös színű volt. Amikor redukáló folyadék vagy folyadék kerül a kőzetbe, zöld vagy fehér színt ad. A redukáló folyadék vagy folyadék urántartalmú ásványi anyagokat tartalmazott. A Moqui marbles és az urán lerakódások néhány példa a geológiai redox reakciókból származó lerakódásokra.

redox reakciók talajban

redox reakcióban egyidejűleg oxidációs és redukciós reakció lép fel. A talajban a redoxreakcióra példa a vas vas-vas oxidációja az oxigén víz jelenlétében történő redukciójával. (Természet, 2021)

redox reakciók kiegyensúlyozása

az alábbiakban bemutatjuk, hogyan lehet kiegyensúlyozni a redox egyenletet, vagy hogyan lehet redox reakciókat vagy redox reakciókat végrehajtani az alapvető oldatokban.

• I. lépés: Írja be a kiegyensúlyozatlan egyenletet.
• II. lépés: A redox reakció izolálása két félreakcióba
  adjon oxidációs számot minden atomnak
  keresse meg és írja le a redox párokat
  kombinálja a redox párokat két félreakcióba
• III. lépés: a félreakciók kiegyensúlyozása
  egyensúlyozza az összes atomot, kivéve a H2 és O2
  egyensúlyozza az összes O2 atomot vízzel H2O
  egyensúlyozza a hidrogén atomjait H+
  adjon hozzá 1 OH-on a H+ mindkét oldala egy alapközeghez
• IV. lépés: egyensúlyozza ki az elektronok számát
• V. lépés: félreakcióban az elektron vesztesége egyenlő az elektron nyereségével
• vi. lépés: Együtt adjunk félreakciókat
• VII. lépés: egyszerűsítse az egyenletet
  a végén ellenőrizze, hogy az összes töltés és elem kiegyensúlyozott-e. A könnyűség, egy online redox reakció kalkulátor vagy oxidációs állapot kalkulátor is használják egyenlet kiegyensúlyozó.

hogyan lehet megtalálni az oxidációs számokat? Az alábbiakban néhány oxidációs szám szabály:

1. A nulla a szabad elemek oxidációs száma.
2. Az ion töltése megegyezik a monoatomos ionok oxidációs számával.
3. Az ionok töltése szintén egyenértékű a poliatomi ionok oxidációs számával.
4. A hidrogén oxidációs száma +1, azonban ha valamilyen elektronegatív elemmel rendelkező vegyületben van, akkor az oxidációs szám-1-re változik.
5. Az oxigén oxidációs száma -2, de peroxidokban -1.
6. A szén oxidációs száma nagymértékben változik. A CH4-ben -4, míg a CO2-ben +4
7. Az 1. csoport elemének oxidációs száma +1 volt.
8. A 2. csoport elem oxidációs száma +2 volt.
9. A 17. csoport elem oxidációs száma -1 volt.
10. Semleges vegyületben az összes atom teljes oxidációs száma nulla.

• VRChemistry. (2021). Redox reakciók és elektrokémiai potenciál. Lekért 04 November, 2021, tól től https://vrchemistry.chem.ox.ac.uk/potential/text/redox1.htm
• Generalic, E. (2021). REDOX REAKCIÓK KIEGYENSÚLYOZÁSA. Lekért 04 November, 2021, innen: https://www.periodni.com/half-reaction_method.php
• MindTouch, P. b. (2021). Oxidációs-redukciós reakciók lekért 04 Nov, 2021, from https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Supplemental_Modules_(Analytical_Chemistry) / elektrokémia/Redox_kémia / oxidáció-Redukció_reakciók
• Természet, S. (2021). Redox reakciók és diagramok a talajban. Lekért 04 November, 2021, tól től https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-1-4020-3995-9_477
• Olson, M. V. (2021). oxidációs-redukciós reakció. Lekért 04 November, 2021, tól től https://www.britannica.com/science/oxidation-reduction-reaction/General-theory
• W3spoint.com. (2021). Redox reakció az Elektrokémiában. Lekért 04 November, 2021, tól től https://www.w3spoint.com/
• Socratic.org. (2021). Számítsa ki egy vegyület elemének oxidációs számát. Lekért 04 November, 2021, tól től https://socratic.org/questions/how-do-you-calculate-the-oxidation-number-of-an-element-in-a-compound