reacție Redox

reacție Redox
n., plural: reacții redox

definiție: în biologie, o reacție biochimică în care numărul de oxidare al atomului(atomilor) s-a schimbat

reacție Redox definiție

ce sunt reacțiile redox? Acesta este un termen comun în chimie și biologie. În chimie, o reacție redox este unul dintre tipurile de reacție chimică care implică modificarea stărilor de oxidare ale atomilor. În această reacție, există transferul sau deplasarea efectivă a electronilor care are loc între diferite specii chimice. În această reacție, o specie pierde electroni, în timp ce cealaltă câștigă electronul. (Olson, 2021) se spune că speciile care câștigă electronul sunt reduse, în timp ce speciile care au pierdut electronul se spune că sunt oxidate. În biologie, o reacție redox a definit toate aspectele vieții, deoarece este forma de reacție care apare în procesele biologice multiple.

ce este implicat în reacțiile redox? Conform regulii reacției redox, reacția constă din două părți și acestea apar întotdeauna împreună. Ele sunt jumătatea redusă și jumătatea oxidată. Reacțiile de reducere – jumătate și oxidare-jumătate sunt tipurile a două forme de jumătate de reacții ale reacțiilor redox. (MindTouch, 2021)

cum se determină o reacție Redox?

reacția Redox este întotdeauna determinată de o variație a stării de oxidare a doi atomi. Dacă nu există nici o modificare a numărului de oxidare, atunci nu există nici o reacție redox. O altă caracteristică a unei reacții redox este că este alcătuită din două procese simultane, astfel, numele. Pentru a înțelege în continuare acest lucru, să înțelegem definițiile oxidării și reducerii. Ce este oxidarea? Oxidarea este procesul de creștere a stării de oxidare a unui atom, ion sau moleculă. Pur și simplu, înseamnă pierderea electronului. Ce este reducerea? Reducerea este procesul de scădere a stării de oxidare a unui atom, ion sau moleculă. Sau, pur și simplu se referă la câștigarea electronului. (Da, Reducerea în acest sens înseamnă”câștig”). Deci, într-o reacție redox, în timp ce unul pierde un electron, altul îl câștigă.

tipuri de reacții Redox

acestea sunt diferitele tipuri de reacții redox și fiecare dintre ele este explicată mai jos.

1. Reacție De Descompunere
2. Reacție Combinată
3. Reacție De Deplasare
4. Reacție De Disproporționare

1. Reacție de descompunere

după cum indică și numele, în reacție de descompunere, reactantul este împărțit sau rupt în diferite componente: AB A + B

Exemple:

• 2nah 2na + h2
• 2H2O 2H2 + O2

produsele de mai sus sunt formate prin descompunerea reactantului. Ca rezultat, se formează compuși chimici mai mici.
cu toate acestea, în unele cazuri, nu toate reacțiile de descompunere trebuie să fie, de asemenea, o reacție redox. De exemplu, CaCO3 Cao + CO2 este o reacție de descompunere, dar nu o reacție redox. De ce nu este aceasta o reacție redox? Reacția de descompunere a CaCO3 Cao + CO2 implică disocierea componentelor, dar nu există nicio modificare a stărilor de oxidare. Numărul de oxidare nu s-a schimbat, ceea ce se presupune că se schimbă atunci când este o reacție redox.

2. Reacție combinată

reversul reacției de descompunere este o reacție combinată. În această reacție, există o combinație de doi reactanți, și se formează un produs: A + B INKTAB

Exemple:

• H2 + Cl2 2hclc+O2 CO2
• 4FE + 3O2 2fe2o2

3. Reacție de deplasare

după cum indică și numele, această reacție implică înlocuirea unui ion sau a unui atom de la un element la ionul sau atomul unui alt element: x + YZ XZ + y . Reacțiile de deplasare sunt de două forme. Acestea sunt reacțiile de deplasare a metalului și reacțiile de deplasare nemetalice.

• deplasarea metalului: în reacțiile de deplasare a metalului, de obicei, un metal este înlocuit cu un alt metal. Un exemplu este CuSO4+Zn Cu + Znso4. Reacțiile de deplasare a metalelor sunt utilizate în procesul metalurgic pentru obținerea metalelor pure din minereurile lor.
• deplasare nemetalică: într-o reacție de deplasare nemetalică, hidrogenul H2 sau uneori oxigenul O2 este utilizat pentru deplasare.

4. Reacție de disproporționare

într-o reacție de disproporționare, un singur reactant se reduce și se oxidează.

exemplu:

P4 + 3naoh + 3H2O 3nah2po2 + PH3

agenți oxidanți și reducători

în reacțiile redox, există două tipuri de agenți chimici. Sunt agenți oxidanți (oxidanți) și agenți reducători (reductori). Să le diferențiem prin înțelegerea rolului lor în procesele de oxidare și reducere.

potențialul electrodului standard

potențialul electrodului Standard este considerat ca valoarea forței electromotoare standard (emf) a unei astfel de celule în care moleculele de hidrogen (H2) sunt oxidate sub formă de protoni solvați, sub presiune standard.

care este scopul reacțiilor redox în celula electrochimică?

reacția Redox este baza unei celule electrochimice. Acesta poate fi împărțit în două jumătăți de reacție, oxidarea la anod și reducerea la catod. Datorită diferenței dintre potențialul electric al doi electrozi, se generează electricitate. Și din cauza diferenței dintre potențialele a doi electrozi metalici, se creează o diferență de potențial pentru electrolit. Este folosit pentru a măsura puterea de reducere a oricărui element sau compus.

nu există o modalitate simplă și ușoară de a măsura cu precizie potențialul electrodului sau potențialul electrolitic singur. Modificările de presiune, temperatură sau concentrație afectează nu numai potențialul electric, ci și ecuațiile electrochimice. Într-o reacție redox, potențialul de oxidare este negativ al potențialului de reducere, deci este suficient să se calculeze unul dintre potențiale. Acesta este motivul pentru care potențialul electrodului standard este, de asemenea, scris ca potențial de reducere standard.

dacă valoarea potențialului de reducere standard este mai mare, reducerea (câștigarea electronului) devine mai ușoară. Deci, de exemplu, potențialul de reducere standard al F2 este + 2,87 V și apoi pentru Li+, este -3,05 V.

dar ce zici de biologie? Care este scopul reacțiilor redox în celula biologică?
într-o celulă biologică, există diferite scopuri ale reacțiilor redox, cum ar fi în timpul metabolismului molecula de zahăr este descompusă în apă, dioxid de carbon gaz și energie. Există un transfer de 48 de electroni de la atomul de carbon din zahăr la oxigen împreună cu eliberarea de energie.

C6H12O6(s) + 6O2(g) 6co2(g) + 6h2o (l) + energie

un alt scop al reacțiilor redox în corpul viu este comunicarea celulară. Moleculele reactive care conțin oxigen în celulă joacă un rol ca molecule de semnalizare. De exemplu, moleculele reactive care conțin oxigen (O2, H2O2, NO) sunt produse în celulă într-un mod controlat în timpul reacțiilor redox. Aceste substanțe chimice au roluri diferite, cum ar fi vindecarea rănilor, inflamația, îmbătrânirea și moartea celulară programată.

conform unor studii mai noi, reacția redox poate fi exploatată și în celule pentru tratamente pentru cancer. O clasă de medicamente pentru tratamentul cancerului îmbunătățește producția de molecule reactive care conțin oxigen în corpul tumorii, care în cele din urmă ucide celulele canceroase.

Exemple de reacții Redox

câteva exemple de reacții redox sunt următoarele.

Exemplul 1: reacția dintre hidrogen și fluor

în reacția fluorului și hidrogenului, oxidarea are loc la hidrogen, în timp ce reducerea are loc la fluor. Hidrogenul și fluorul se combină și formează fluorură de hidrogen.

următoarea ecuație arată reacția: H2 + F2 2HF
ecuația de oxidare este h2 2h+ + 2e–
ecuația de reducere este F2 + 2e– 2f–

exemplul 2: reacția dintre fier și peroxidul de hidrogen

peroxidul de hidrogen oxidează ionul feros Fe2+ în ionul feric Fe3+ în prezența unui acid. Ca rezultat, se formează un ion de hidroxid. Peroxidul de hidrogen reacționează cu un proton, care este donat de acid pentru formarea apei.

2fe22 + + H2O2+ 2h + 2h + 2H2O 2fe3 + + 2H2O 3098>jumătate de reacție de oxidare este Fe2 + Fe3 + + e –
jumătate de reacție de reducere este H2O2 + 2e-2 oh–

Exemplul 3: reacția dintre Zinc și cupru

când Zn deplasează ionul de cupru în soluția de sulfat de cupru, se obține metalul de cupru.

Zn (s) + CuSO4 (aq) znso4 (aq) + cu (S)
semi-reacția de oxidare este Zn Zn2+ + 2e–
semi-reacția de reducere este Cu2+ + 2e– cu

semnificația reacțiilor Redox

reacțiile de oxidare-reducere sunt semnificative, deoarece sunt sursa principală și principală de energie pe pământ, fie în moduri naturale (biologice) sau non-naturale (artificiale). O cantitate imensă de energie poate fi obținută într-o reacție de oxidare fie prin îndepărtarea hidrogenului, fie prin combinația de oxigen. (Chimie, 2021)

reacții Redox în industrie

multe substanțe chimice care sunt utilizate în mod obișnuit în industrii precum clorul, soda caustică etc. sunt formate prin reacții redox. Reacțiile Redox sunt utilizate în albirea materialului și igienizarea apei. În fabricarea produselor de curățare industrială se utilizează procesul de oxidare. Multe metale care sunt expuse riscului de coroziune sunt protejate prin unirea lor cu anozi sacrificați. Galvanizarea oțelului este un exemplu al acestuia. Oxidarea amoniacului a produs acid azotic, care este un îngrășământ esențial. Reacția Redox este, de asemenea, utilizată pentru separarea metalelor de minereurile lor. Topirea sulfurii metalice în existența unui agent reducător este, de asemenea, un exemplu în acest sens. În fabricarea ornamentelor placate cu aur, o reacție redox este utilizată pentru a aplica un strat subțire de material pe suprafața obiectului. Acest proces este, de asemenea, cunoscut sub numele de galvanizare. (W3spoint.com, 2021)

reacții Redox în biologie

care este scopul reacțiilor redox în celulă? Multe procese biologice implică reacții redox, cum ar fi respirația celulară și fotosinteza.

respirația celulară

respirația celulară (C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O) este oxidarea glucozei în dioxid de carbon (CO2) și reducerea oxigenului (O2) în apă (H2O). Metoda de respirație celulară redox este legată de reducerea și oxidarea NAD+ în NADH și invers. Mai jos este o diagramă schematică a respirației celulare.

fotosinteza

în reacțiile redox în fotosinteză (6 CO2 + 6 H2O + energie luminoasă C6H12O6 + 6 O2), dioxidul de Carbon este redus în zahăr și oxidarea apei dă oxigen molecular. Numărul de electroni din oxigen este de 8. Deși respirația celulară și fotosinteza apar ca reacții opuse, aceste două procese nu sunt inverse una față de cealaltă.

citește: Fotosinteza-fotoliza și fixarea carbonului

redox Cycling

o mare varietate de compuși aromatici sunt reduse cu ajutorul enzimelor pentru formarea radicalilor liberi. Radicalii liberi au unul sau mai mulți electroni decât părintele lor. Donatorul de electroni poate fi orice flavoenzimă sau coenzima sa. Odată după formare, radicalii liberi sub formă de anioni au redus oxigenul în superoxid și, de asemenea, compusul părinte (original) neafectat se reînnoiește. În general, în această reacție, există oxidare la coenzima flavoenzimei și reducere la oxigenul molecular pentru formarea superoxidului. Acest comportament catalitic este denumit ciclism Redox.

reacții Redox în geologie

în geologie, reacția redox are multe utilizări precum:

• mobilizarea mineralelor
• formarea mineralelor
• medii de depozitare

în culoarea rocilor, starea redox este vizibilă. Roca oxidantă avea o culoare roșie. Atunci când un lichid de reducere sau lichid este trecut la roca dă culoare verde sau alb. Lichidul sau lichidul reducător aveau minerale purtătoare de uraniu. Marmura Moqui și depozitele de uraniu sunt câteva exemple de depozite formate din reacții geologice redox.

reacții Redox în soluri

într-o reacție redox, există o reacție simultană de oxidare și reducere. Un exemplu de reacție redox în sol este oxidarea fierului feros în fier prin reducerea oxigenului în prezența apei. (Natura, 2021)

echilibrarea reacțiilor Redox

următoarele explică cum se echilibrează o ecuație redox sau cum se fac reacții redox sau reacții redox în soluții de bază.

• pasul I: scrieți ecuația dezechilibrată.
• Pasul II: Izolați reacția redox în două jumătăți de reacție
  dați număr de oxidare fiecărui atom
  găsiți și scrieți Cuplurile redox
  combinați Cuplurile redox în două jumătăți de reacție
• pasul III: echilibrarea jumătăților de reacție
  echilibrați toți atomii, cu excepția H2 și O2
  echilibrați toți atomii O2 cu apă H2O
  echilibrați atomii de hidrogen cu H+
  adăugați 1 Oh-pe fiecare parte a h+ pentru un mediu de bază
• pasul IV: echilibrați numărul de electroni
• pasul V: în jumătate de reacție, faceți pierderea de electroni egală cu câștigul de electroni
• pasul vi: Împreună adăugați jumătăți de reacții
• pasul VII: Simplificați ecuația
  la sfârșit verificați toate încărcările și elementele sunt echilibrate. Pentru ușurință, un calculator de reacție redox online sau un calculator de stare de oxidare este, de asemenea, utilizat pentru echilibrarea ecuațiilor.

cum se găsesc numerele de oxidare? Următoarele sunt câteva reguli ale numărului de oxidare:

1. Zero este numărul de oxidare al elementelor libere.
2. Sarcina pe un ion este echivalentă cu numărul de oxidare al ionilor mono-atomici.
3. Sarcina pe ioni este, de asemenea, echivalentă cu numărul de oxidare al ionilor poliatomici.
4. Numărul de oxidare al hidrogenului este +1, cu toate acestea, atunci când este într-un compus cu un element electronegativ este, numărul de oxidare se schimbă la -1.
5. Numărul de oxidare a oxigenului este -2, dar în peroxizi, este -1.
6. Numărul de oxidare a carbonului variază foarte mult. În CH4 este -4 în timp ce în CO2 este + 4
7. Grupa 1 element a avut numărul de oxidare + 1.
8. Grupa 2 element a avut numărul de oxidare + 2.
9. Grupa 17 element a avut numărul de oxidare -1.
10. Într-un compus neutru, numărul total de oxidare al tuturor atomilor este zero.

• Vrchimie. (2021). Reacții Redox și potențial electrochimic. Accesat la 04 noiembrie 2021, din https://vrchemistry.chem.ox.ac.uk/potential/text/redox1.htm
• Generalic, E. (2021). ECHILIBRAREA REACȚIILOR REDOX. Accesat la 04 noiembrie 2021, de la https://www.periodni.com/half-reaction_method.php
• MindTouch, P. b. (2021). Reacții de reducere a oxidării recuperate 04 noiembrie 2021, de la https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Supplemental_Modules_(Analytical_Chemistry)/Electrochimie/Redox_Chemistry/redox-Reduction_Reactions
• Nature, S. (2021). Reacții Redox și diagrame în sol. Accesat la 04 noiembrie 2021, de la https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-1-4020-3995-9_477
• Olson, M. V. (2021). reacție de oxidare-reducere. Accesat la 04 noiembrie 2021, de la https://www.britannica.com/science/oxidation-reduction-reaction/General-theory
• W3spoint.com. (2021). Reacția Redox în Electrochimie. Accesat la 04 noiembrie 2021, de la https://www.w3spoint.com/
• Socratic.org. (2021). Calculați numărul de oxidare al unui element dintr-un compus. Accesat la 04 noiembrie 2021, de la https://socratic.org/questions/how-do-you-calculate-the-oxidation-number-of-an-element-in-a-compound