Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

2.17: Redox-reacties
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Redox Reactions
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT

2.17: Redox Reactions

2.17: Redox-reacties

Oxidation-reduction, or redox, reactions change the oxidation states of atoms via the transfer of electrons from one atom, the reducing agent, to another atom that receives the electron, the oxidizing agent. Here, the atom that donates electrons is oxidized—it loses electrons—and the atom that accepts electrons is reduced—it has a less positive charge because it gains electrons. The movement of energy in redox reactions is dependent on the potential of the atoms to attract bonding electrons—their electronegativity. If the oxidizing agent is more electronegative than the reducing agent, then energy is released. However, if the oxidizing agent is less electronegative than the reducing agent, the input of energy is required.

Reducing Agents Get Oxidized

Is oxidation a loss or gain of electrons? The terminology can be confusing. The acronym OIL RIG is commonly used to remember. It stands for oxidation is loss; reduction is gain. So, if an atom is oxidized, then it loses electrons. As a reducing agent, the oxidized atom transfers electrons to another atom, causing it to be reduced. With OIL RIG in mind, most questions about the members of a redox reaction can be answered.

Electronegativity and Energy

Redox reactions either produce or require energy. If an atom loses an electron to a more electronegative atom, then it is an energetically favorable reaction, and energy is released. This is actually very logical—similar to a strong man winning a tug-of-war with a weaker man—because a more electronegative atom has a greater capacity to pull electrons to itself. A biological example of this type of reaction is cellular respiration, in which energy is released and used to create ATP, a form of energy that cells can easily use.

Other redox reactions require, rather than release, energy. If an electron moves from a more electronegative atom to a less electronegative atom, energy must be used. This is like a weaker man winning the tug-of-war with a stronger man—it requires energy from an outside source. A biological example is photosynthesis, in which electrons are transferred from water to carbon dioxide with the help of energy in the form of light.

Incomplete Transfer of Electrons

A redox reaction can occur not only when an electron is transferred but also when there is a change in the sharing of an electron in a covalent bond! For example, when methane and oxygen react, they yield carbon dioxide and water. In this case, the carbon in methane is oxidized. This is because the electrons in methane are shared equally between carbon and hydrogen, whereas the carbon in carbon dioxide is partially positive since oxygen attracts electrons more than carbon does.

Oxidatie-reductie- of redox-reacties veranderen de oxidatietoestanden van atomen door de overdracht van elektronen van het ene atoom, het reductiemiddel, naar een ander atoom dat het elektron, het oxidatiemiddel, ontvangt. Hier wordt het atoom dat elektronen afstaat geoxideerd - het verliest elektronen - en het atoom dat elektronen accepteert wordt gereduceerd - het heeft een minder positieve lading omdat het elektronen wint. De beweging van energie in redoxreacties is afhankelijk van het potentieel van de atomen om bindende elektronen aan te trekken - hun elektronegativiteit. Als het oxidatiemiddel meer elektronegatief is dan het reductiemiddel, komt er energie vrij. Als het oxidatiemiddel echter minder elektronegatief is dan het reductiemiddel, is de input van energie vereist.

Reducerende middelen raken geoxideerd

Is oxidatie een verlies of winst van elektronen? De terminologie kan verwarrend zijn. De afkorting OIL RIG wordt vaak gebruikt om te onthouden. Het staat voor oxidatie is verlies; reductie is winst. Dus als een atoom igeoxideerd, verliest het elektronen. Als reductiemiddel draagt het geoxideerde atoom elektronen over naar een ander atoom, waardoor het wordt gereduceerd. Met OIL RIG in gedachten kunnen de meeste vragen over de leden van een redoxreactie worden beantwoord.

Elektronegativiteit en energie

Redoxreacties produceren of vereisen energie. Als een atoom een elektron verliest aan een meer elektronegatief atoom, dan is dat een energetisch gunstige reactie en komt er energie vrij. Dit is eigenlijk heel logisch - vergelijkbaar met een sterke man die een touwtrekken wint met een zwakkere man - omdat een meer elektronegatief atoom een groter vermogen heeft om elektronen naar zich toe te trekken. Een biologisch voorbeeld van dit type reactie is cellulaire ademhaling, waarbij energie wordt vrijgegeven en gebruikt om ATP te creëren, een vorm van energie die cellen gemakkelijk kunnen gebruiken.

Andere redoxreacties vereisen in plaats van afgifte energie. Als een elektron van een meer elektronegatief atoom naar een minder elektronegatief atoom gaat, moet energie worden gebruikt. Dezeis als een zwakkere man die het touwtrekken wint met een sterkere man - het vereist energie van een externe bron. Een biologisch voorbeeld is fotosynthese, waarbij elektronen met behulp van energie in de vorm van licht worden overgedragen van water naar kooldioxide.

Onvolledige overdracht van elektronen

Een redoxreactie kan niet alleen optreden wanneer een elektron wordt overgedragen, maar ook wanneer er een verandering is in het delen van een elektron in een covalente binding! Wanneer methaan en zuurstof reageren, geven ze bijvoorbeeld kooldioxide en water af. In dit geval wordt de koolstof in methaan geoxideerd. Dit komt doordat de elektronen in methaan gelijkelijk worden verdeeld tussen koolstof en waterstof, terwijl de koolstof in koolstofdioxide gedeeltelijk positief is omdat zuurstof elektronen meer aantrekt dan koolstof.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter