РЕДУЦИРАЩ АГЕНТ: КОЕ Е, НАЙ-СИЛНОТО, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

А редуциращо средство е вещество, което има функцията за намаляване на окислител в реакция на оксид-редукция. Редуциращи агенти са донори на електрон по природа, обикновено вещества, които са с най-ниските нива на окисление и с високо количество електрони.

Има химическа реакция, при която окислителните състояния на атомите варират. Тези реакции включват процес на редукция и допълнителен процес на окисляване. В тези реакции един или повече електрони от една молекула, атом или йон се прехвърлят в друга молекула, атом или йон. Това включва производството на реакция за редукция на оксида.

По време на процеса на редукция на оксида този елемент или съединение, което губи (или дарява) своя електрон (или електрони), се нарича редуциращ агент, за разлика от окислителя, който е електронният рецептор. След това се казва, че редуциращите вещества намаляват окислителя, а окислителят окислява редуциращия агент.

Най-добрите или най-силните редуциращи агенти са тези с най-висок атомен радиус; тоест те имат по-голямо разстояние от ядрото си до електроните, които го заобикалят.

Редуциращите агенти обикновено са метали или отрицателни йони. Общите редуциращи агенти включват аскорбинова киселина, сяра, водород, желязо, литий, магнезий, манган, калий, натрий, витамин С, цинк и дори екстракт от моркови.

Какво представляват редуциращите агенти?

Както вече беше споменато, редуциращите агенти са отговорни за намаляването на окислителя, когато възникне реакция на редукция на оксида.

Проста и типична реакция на реакцията на редукция на оксида е реакцията на аеробното клетъчно дишане:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (а) + 6O ₂ (г) → 6CO ₂ (г) + 6H ₂ O (л)

В този случай, когато глюкозата (C ₆ H ₁₂ O ₆) реагира с кислород (O ₂), глюкозата се държи като редуциращ агент, който дава електрони на кислород - тоест се окислява - и кислородът е става окислител.

В органичната химия, най-добрите редуциращи агенти са тези реагенти, които осигуряват водород (Н ₂) към реакцията. В тази област на химията редукционната реакция се отнася до добавяне на водород към молекула, въпреки че горното определение (реакции на редукция на оксид) също се прилага.

Фактори, които определят силата на редуциращия агент

За да може дадено вещество да се счита за „силно“, се очаква те да са молекули, атоми или йони, които повече или по-малко лесно хвърлят електроните си.

За това има редица фактори, които трябва да бъдат взети под внимание, за да се разпознае силата, която може да има редуциращ агент: електронегативност, атомен радиус, йонизационна енергия и потенциал за редукция.

Електроотрицателност

Електроотрицателността е свойството, което описва склонността на един атом да привлича двойка свързани електрони към себе си. Колкото по-висока е електроотрицателността, толкова по-голяма е привлекателната сила, която атомът упражнява върху електроните, които го заобикалят.

В периодичната таблица електронегативността се увеличава отляво надясно, така че алкалните метали са най-малко електроотрицателни елементи.

Атомно радио

Това е свойството, което измерва броя на атомите. Той се отнася до типичното или средното разстояние от центъра на атомното ядро ​​до границата на заобикалящия електронен облак.

Това свойство не е точно - и освен това в неговото определение участват няколко електромагнитни сили - но е известно, че тази стойност намалява отляво надясно в периодичната таблица и се увеличава отгоре надолу. Ето защо алкалните метали, особено цезият, се считат за по-висок атомен радиус.

Йонизационна енергия

Това свойство се определя като енергия, необходима за отстраняване на най-малко свързания електрон от атом (валентния електрон), за да се образува катион.

Казва се, че колкото по-близо са електроните до ядрото на атома, който те заобикалят, толкова по-висока е йонизационната енергия на атома.

Енергията на йонизацията се увеличава отляво надясно и отдолу нагоре в периодичната таблица. Отново металите (особено алкалните) имат по-ниска енергия за йонизация.

Потенциал за намаляване

Това е мярката за тенденцията на химичен вид да получава електрони и следователно да бъде редуциран. Всеки вид има свойствен редукционен потенциал: колкото по-голям е потенциалът, толкова по-голям е афинитетът му към електроните и също така способността му да бъде редуцирана.

Редуциращите агенти са тези вещества с най-нисък потенциал на редукция поради ниския им афинитет с електрони.

По-силни редуциращи агенти

С факторите, описани по-горе, може да се заключи, че за да се намери "силен" редуциращ агент, е нужен атом или молекула с ниска електроотрицателност, висок атомен радиус и ниска йонизационна енергия.

Както вече споменахме, алкалните метали имат тези характеристики и се считат за най-силните редуциращи агенти.

От друга страна, литий (Li) се счита за най-силния редуциращ агент, тъй като има най-малък редукционен потенциал, докато молекулата LiAlH ₄ се счита за най-силния редуциращ агент от всички, тъй като съдържа тази и другите желани характеристики.

Примери за реакции с редуциращи агенти

Има много случаи на намаляване на ръждата в ежедневието. Някои от най-представителните са подробно описани по-долу:

Пример 1

Реакцията на горене на октан (основният компонент на бензина):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25O ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

Може да се види как октанът (редуциращият агент) дарява електрони на кислорода (окислител), образувайки въглероден диоксид и вода в големи количества.

Пример 2

Хидролизата на глюкозата е друг полезен пример за обикновено намаляване:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ Н + 2ATP + 2NADH

При тази реакция молекулите на NAD (електронен рецептор и окислител в тази реакция) поемат електрони от глюкоза (редуциращ агент).

Пример 3

И накрая, в реакцията на железен оксид

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ (s) + 2Fe (l)

Редуциращият агент е алуминий, докато окислителят е желязо.

Препратки

1. Wikipedia. (SF). Wikipedia. Извлечено от en.wikipedia.org
2. Би Би Си. (SF). BBC.co.uk. Извлечено от bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Химия LibreTexts. Извлечено от chem.libretexts.org
4. Изследвания, Б. (ср.). Изследователска мрежа в Bodner. Извлечено от chemed.chem.purdue.edu
5. Питър Аткинс, LJ (2012). Химически принципи: търсенето на прозрение.