2.17: Reakcje redoks

Reakcje utleniania-redukcji lub redoks polegają na przenoszeniu elektronów z jednej cząsteczki lub atomu na drugą. Kiedy atom zyskuje elektron, inny atom musi stracić elektron, co oznacza, że utlenianie i redukcja muszą zachodzić razem. Ponieważ redoks występuje w parach, atom, który ulega utlenieniu, jest również nazywany środkiem redukującym lub reduktorem, a atom, który jest redukowany, jest również nazywany utleniaczem lub utleniaczem. Prostym sposobem na zapamiętanie definicji utleniania i redukcji jest wyrażenie OIL-RIG, które oznacza: Oxidation Is Losing– Reduction Is Gaining (elektrony).
 

Stany utlenienia

Reakcja redoks zmienia stopnie utlenienia atomu. Stopień utlenienia lub liczba odnosi się do ładunku, jaki miałby atom, gdyby każde z jego wiązań z innymi pierwiastkami było czysto jonowe. Określenie, czy występują zmiany w stopniach utlenienia atomów w jednym lub kilku reagentach, może pomóc w ustaleniu, czy reakcja jest reakcją utleniania-redukcji.

W reakcji między sodem a chlorem w celu uzyskania chlorku sodu sód ulega utlenieniu, a chlor ulega redukcji,

Pomocne jest przyjrzenie się procesowi, który zachodzi z każdym reagentem z osobna, to znaczy przedstawienie losu każdego reagenta w postaci równania zwanego połową reakcji:

Równania te pokazują, że atomy Na tracą elektrony, przechodząc od stopnia utlenienia 0 do 1+, podczas gdy atomy Cl (w cząsteczce Cl₂) zyskują elektrony, przechodząc od stopnia utlenienia od 0 do 1-.

Niepełne przeniesienie elektronów

Reakcja redoks może zachodzić nie tylko wtedy, gdy elektron zostaje przeniesiony, ale także wtedy, gdy następuje zmiana w udziale elektronów w wiązaniu kowalencyjnym. Na przykład metan i tlen mogą reagować, tworząc dwutlenek węgla i wodę. Elektrony w metanie są równo dzielone między węgiel i wodór, ale węgiel dwutlenku węgla jest częściowo dodatni, ponieważ tlen przyciąga elektrony bardziej niż węgiel. Dwutlenek węgla traci elektrony, utlenia się, a tlen zyskuje elektrony, ulegając redukcji.

Ten tekst został zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 4.2: Klasyfikacja reakcji chemicznych.