4.10
Oksidasyon-Redüksiyon Reaksiyonları
Oksidayson–Redüksiyon Reaksiyonları
Dünya atmosferi, aerobik organizmaların metabolizmasında ve dünyayı şekillendiren birçok çevresel süreçte önemli b…
Fotosentez, yanma ve korozyon gibi yaşam için hayati öneme sahip bazı süreçler, oksidasyon-redüksiyon veya redoks reaksiyonları adı verilen reaksiyonlar sınıfına girer. Redoks reaksiyonları iki eşzamanlı işlemden oluşur:oksidasyon ve redüksiyon. Oksidasyon terimi, elektron kaybına karşılık gelen oksidasyon sayısında bir artış anlamına gelirken, redüksiyon, elektron kazancına karşılık gelen oksidasyon sayısında bir azalma anlamına gelir.
Elektronların rolünü hatırlamak için, oksidasyonda kaybediyor, redüksiyonda kazanıyor"anlamına gelen OKKAY REDKAZ kısaltmasını kullanabilirsiniz. Oksidasyon ve redüksiyon tamamlayıcı süreçlerdir. İki reaktan arasındaki bir redoks reaksiyonunda, bir reaktan elektron kaybeder ve oksitlenirken, diğer reaktan elektron kazanır ve indirgenir.
Bir alkali metal olan potasyum ile ametal klor arasındaki oksidasyon-redüksiyon reaksiyonunu düşünelim. Nötr potasyum atomu, bir elektron kaybederek potasyum iyonu haline gelir. Potasyum oksitlenir ve yükü nötr atomda sıfırdan katyonda bir artıya yükselir.
Nötr klor atomu bir elektron kazanır ve bir klorür iyonu haline gelir. Klor indirgenir ve yükü nötr atomda sıfırdan anyonda eksi bire düşer. Potasyum bir elektron verdiğinden, indirgeyici veya redüktandır.
Klor elektronu kabul eder, bu nedenle oksitleyici ajan veya bir oksidandır. Redoks işlemi potasyum klorür oluşumuna yol açar. Genel olarak, alkali veya toprak alkali metaller ve ametaller arasındaki redoks reaksiyonlarında, metal oksitlenir ve ametal, tam elektron transferi yoluyla bir iyonik bileşik oluşturmak üzere indirgenir.
Bu genellikle diğer metaller veya yarı metaller ve ametaller arasındaki reaksiyonlar için de geçerlidir, ancak her zaman değil. Bir redoks işleminin başka bir örneği, gaz halinde hidrojen klorür oluşumudur. Burada her iki reaktan da hidrojen ve klor ametal değildir, bu nedenle tam bir elektron transferi yoktur.
Bunun yerine, hidrojen, kısmi veya formal bir elektron transferi üzerinden klor ile bir elektron paylaşır. Böylece, hidrojen klorür oluşumunda, hidrojen oksitlenir ve kısmi artı bir yük alırken, klor indirgenir ve kısmi eksi bir yük kazanır. Hem oksidasyon hem de redüksiyon süreçleri meydana geldiğinden, bu bir redoks reaksiyonudur.
Genel olarak, ametaller arasındaki redoks reaksiyonları, kovalent bir bileşik oluşturmak için elementler arasında kısmi elektron transferini içerir.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is the difference between oxidation and reduction in redox reactions?
Oxidation is an increase in oxidation number corresponding to electron loss, while reduction is a decrease in oxidation number corresponding to electron gain. These complementary processes occur simultaneously in redox reactions. The acronym OIL RIG helps remember this: oxidation is losing, reduction is gaining electrons.
Q2: What are reducing and oxidizing agents in a redox reaction?
A reducing agent is the species that is oxidized and loses electrons, while an oxidizing agent is the species that is reduced and gains electrons. In the reaction between potassium and chlorine, potassium acts as the reducing agent by donating an electron, and chlorine acts as the oxidizing agent by accepting it.
Q3: How do redox reactions between metals and nonmetals differ from those between two nonmetals?
Redox reactions between alkali or alkaline earth metals and nonmetals involve complete electron transfer, forming ionic compounds. In contrast, redox reactions between two nonmetals involve partial electron transfer, forming covalent compounds. For example, hydrogen and chlorine share electrons partially to form hydrogen chloride gas.
Q4: Why is oxidation number important in identifying redox reactions?
Oxidation number clarifies which species are oxidized and reduced, even in reactions not involving explicit electron transfer. This property permits an unambiguous definition of redox reactions across different types of chemical processes, including those forming covalent compounds where electron transfer is partial rather than complete.
Q5: What happens to the charge of a reducing agent during a redox reaction?
The charge of a reducing agent becomes more positive during a redox reaction because it loses electrons. For instance, when potassium loses an electron, its charge increases from zero in the neutral atom to one-plus in the potassium cation, making it the reducing agent in the reaction with chlorine.
Q6: How can you identify which reactant is oxidized and which is reduced?
Track the change in oxidation number for each reactant. The reactant whose oxidation number increases is oxidized and loses electrons; the reactant whose oxidation number decreases is reduced and gains electrons. Using half-reactions helps visualize the fate of each reactant separately in the overall redox process.
Q7: Why are redox reactions important in biological and environmental processes?
Redox reactions are vital to life processes including photosynthesis and cellular respiration, and to environmental processes like corrosion. Molecular oxygen in Earth's atmosphere plays an essential role in the metabolism of aerobic organisms and participates in many redox reactions that shape the world.