Διαφορά μεταξύ οξείδωσης και αναγωγής
Κύρια διαφορά – Οξείδωση vs Αναγωγή
Η οξείδωση και η αναγωγή είναι οι δύο μισές αντιδράσεις των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής. Μια αντίδραση οξειδοαναγωγής είναι μια χημική αντίδραση που συμβαίνει μέσω της ανταλλαγής ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων. Η κύρια διαφορά μεταξύ οξείδωσης και αναγωγής είναι ότι οξείδωση είναι η αύξηση της κατάστασης οξείδωσης ενός ατόμου ενώ η αναγωγή είναι η μείωση της κατάστασης οξείδωσης ενός ατόμου.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η Οξείδωση
– Ορισμός, Μηχανισμός, Παραδείγματα
2. Τι είναι η Μείωση
– Ορισμός, Μηχανισμός, Παραδείγματα
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ οξείδωσης και αναγωγής
– Σύγκριση βασικών διαφορών
Βασικοί όροι:οξείδωση, κατάσταση οξείδωσης, οξειδωτικός παράγοντας, αντίδραση οξειδοαναγωγής, αναγωγικός παράγοντας, αναγωγή 
Τι είναι οξείδωση
η οξείδωση μπορεί να οριστεί ως η απώλεια ηλεκτρονίων από ένα άτομο, ένα μόριο ή ένα ιόν. Αυτή η απώλεια ηλεκτρονίων προκαλεί αύξηση της κατάστασης οξείδωσης του χημικού είδους. Εφόσον μια αντίδραση οξείδωσης απελευθερώνει ηλεκτρόνια, θα πρέπει να υπάρχει ένα είδος που δέχεται ηλεκτρόνια. Επομένως, η αντίδραση οξείδωσης είναι η μισή αντίδραση μιας κύριας αντίδρασης. Η οξείδωση ενός χημικού είδους δίνεται ως η αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσής του. Κατάσταση οξείδωσης είναι ένας αριθμός με θετικό (+) ή αρνητικό σύμβολο (-) που υποδεικνύει την απώλεια ή κέρδος ηλεκτρονίων από ένα συγκεκριμένο άτομο, μόριο ή ιόν.
Στο παρελθόν, στον όρο οξείδωση δόθηκε ο ορισμός "η προσθήκη οξυγόνου σε μια ένωση". Αυτό συνέβη επειδή το οξυγόνο ήταν ο μόνος γνωστός οξειδωτικός παράγοντας εκείνη την εποχή. Ωστόσο, αυτός ο ορισμός δεν είναι πλέον ακριβής, καθώς υπάρχουν πολλές περισσότερες αντιδράσεις οξείδωσης που συμβαίνουν απουσία οξυγόνου. Για παράδειγμα, η αντίδραση μεταξύ μαγνησίου (Mg) και υδροχλωρικού οξέος (HCl) δεν περιλαμβάνει οξυγόνο, αλλά είναι μια αντίδραση οξειδοαναγωγής που περιλαμβάνει την οξείδωση του Mg σε Mg. Το ακόλουθο παράδειγμα δείχνει τις αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής σε μια αντίδραση οξειδοαναγωγής.
Εικόνα 01:Οξείδωση Mg με προσθήκη οξυγόνου σε Mg. Δύο ηλεκτρόνια απελευθερώνονται από το Mg και ένα άτομο οξυγόνου λαμβάνει δύο ηλεκτρόνια
Υπάρχει άλλος ιστορικός ορισμός για την οξείδωση που περιλαμβάνει υδρογόνο. Δηλαδή, ηοξείδωση είναι η διαδικασία απώλειας ιόντων H . Αυτό επίσης δεν είναι ακριβές επειδή υπάρχουν πολλές αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς την απελευθέρωση ιόντων Η.
Εικόνα 02:Η οξείδωση της ομάδας αλκοόλης σε ομάδα καρβοξυλικού οξέος
Μια οξείδωση πάντα αυξάνει την κατάσταση οξείδωσης ενός χημικού είδους λόγω της απώλειας ηλεκτρονίων. Αυτή η απώλεια ηλεκτρονίων προκαλεί αλλαγή του φορτίου ενός ατόμου ή μορίου.
Μηχανισμός οξείδωσης
Η οξείδωση μπορεί να συμβεί με τέσσερις διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με την αλλαγή της κατάστασης οξείδωσης.
1. Από το μηδέν στη θετική κατάσταση οξείδωσης
Ένα μόριο ή ένα άτομο που δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο (ουδέτερο) μπορεί να οξειδωθεί. Η οξείδωση πάντα αυξάνει την κατάσταση οξείδωσης. Επομένως, η νέα κατάσταση οξείδωσης του ατόμου θα είναι θετική τιμή.
Εικόνα 03:οξείδωση Fe (0) σε Fe (+3)
2. Από την αρνητική στη θετική κατάσταση οξείδωσης
Ένα άτομο σε αρνητική κατάσταση οξείδωσης μπορεί να οξειδωθεί σε κατάσταση θετικής οξείδωσης.
Εικόνα 04:Η οξείδωση του S (-2) σε κατάσταση οξείδωσης S (+6)
3. Από αρνητική σε μηδενική κατάσταση οξείδωσης
Εικόνα 05:Η οξείδωση του Ο (-2) σε Ο2 (0)
4. Αύξηση της κατάστασης θετικής οξείδωσης
Αυτός ο τύπος αντιδράσεων οξείδωσης περιλαμβάνεται ως επί το πλείστον στα στοιχεία μετάλλων μετάπτωσης, καθώς αυτά τα μεταλλικά στοιχεία μπορούν να κρατήσουν αρκετές καταστάσεις οξείδωσης και εμφανίζουν έως και +7 κατάσταση οξείδωσης λόγω της παρουσίας d τροχιακών .
Εικόνα 06:Η οξείδωση του Fe (+2) σε Fe (+3)
Ένα ουδέτερο άτομο αποτελείται από πρωτόνια (θετικά φορτισμένα) στον πυρήνα και ηλεκτρόνια (αρνητικά φορτισμένα) γύρω από τον πυρήνα. Το θετικό φορτίο του πυρήνα εξισορροπείται από τα αρνητικά φορτία των ηλεκτρονίων. Αλλά όταν ένα ηλεκτρόνιο αφαιρείται από αυτό το σύστημα, δεν υπάρχει αρνητικό φορτίο για να εξουδετερώσει το αντίστοιχο θετικό φορτίο. Τότε το άτομο παίρνει θετικό φορτίο. Επομένως, η οξείδωση αυξάνει πάντα τα θετικά χαρακτηριστικά των ατόμων.
Τι είναι η Μείωση
Η αναγωγή μπορεί να οριστεί ως το κέρδος ηλεκτρονίων από ένα άτομο, ένα μόριο ή ένα ιόν. Αυτό το κέρδος ηλεκτρονίων προκαλεί μείωση της κατάστασης οξείδωσης των χημικών ειδών επειδή η αναγωγή δημιουργεί ένα επιπλέον αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο στα άτομα. Για να ληφθούν ηλεκτρόνια από το εξωτερικό, θα πρέπει να υπάρχει ένα είδος που δίνει ηλεκτρόνια. Επομένως, η αναγωγή είναι μια χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια αντιδράσεων οξειδοαναγωγής. Η αντίδραση αναγωγής είναι μισή αντίδραση.
Μηχανισμός μείωσης
Η μείωση μπορεί επίσης να συμβεί με τέσσερις τρόπους ως εξής.
1. Από το μηδέν στην αρνητική κατάσταση οξείδωσης
Για παράδειγμα, στο σχηματισμό οξειδίων, η κατάσταση οξείδωσης του O2 είναι μηδέν και μειώνεται στο -2 λόγω της προσθήκης νέων ηλεκτρονίων.
Εικόνα 07:Μείωση οξυγόνου
2. Από θετική σε αρνητική κατάσταση οξείδωσης
Στοιχεία που μπορούν να διατηρούν θετικές, καθώς και αρνητικές καταστάσεις οξείδωσης, μπορούν να υποστούν αυτού του τύπου αντιδράσεις αναγωγής.
Εικόνα 08:Μείωση του N (+3) σε N (-3)
3. Από θετική σε μηδενική κατάσταση οξείδωσης
Εικόνα 09:Η μείωση του Ag+
4. Μείωση της κατάστασης αρνητικής οξείδωσης
Εικόνα 10:Μείωση του O (-2) στο O (-1)
Γενικά, τα άτομα οξυγόνου στις ενώσεις έχουν κατάσταση οξείδωσης -2. Αλλά στα υπεροξείδια, υπάρχουν δύο άτομα οξυγόνου συνδεδεμένα μεταξύ τους. Και τα δύο άτομα έχουν την ίδια ηλεκτραρνητικότητα. Επομένως, η κατάσταση οξείδωσης και των δύο ατόμων θα ήταν -2. Τότε ένα άτομο οξυγόνου έχει -1 κατάσταση οξείδωσης.
Διαφορά μεταξύ οξείδωσης και αναγωγής
Ορισμός
Οξείδωση: Η οξείδωση μπορεί να οριστεί ως η απώλεια ηλεκτρονίων από ένα άτομο, ένα μόριο ή ένα ιόν.
Μείωση: Η αναγωγή μπορεί να οριστεί ως το κέρδος ηλεκτρονίων από ένα άτομο, ένα μόριο ή ένα ιόν.
Αλλαγή κατάστασης οξείδωσης
Οξείδωση: Η κατάσταση οξείδωσης αυξάνεται κατά την οξείδωση.
Μείωση: Η κατάσταση οξείδωσης μειώνεται κατά τη μείωση.
Ανταλλαγή ηλεκτρονίων
Οξείδωση: Οι αντιδράσεις οξείδωσης απελευθερώνουν ηλεκτρόνια στο περιβάλλον.
Μείωση: Οι αντιδράσεις αναγωγής λαμβάνουν ηλεκτρόνια από το περιβάλλον.
Αλλαγή ηλεκτρικής φόρτισης
Οξείδωση: Η οξείδωση προκαλεί την αύξηση του θετικού φορτίου ενός χημικού είδους.
Μείωση: Η μείωση προκαλεί την αύξηση του αρνητικού φορτίου ενός χημικού είδους.
Χημικά είδη που εμπλέκονται
Οξείδωση: Η οξείδωση λαμβάνει χώρα σε αναγωγικούς παράγοντες.
Μείωση: Παρουσιάζεται αναγωγή σε οξειδωτικά μέσα.
Συμπέρασμα
Η οξείδωση και η αναγωγή είναι οι δύο μισές αντιδράσεις των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής. Η κύρια διαφορά μεταξύ οξείδωσης και αναγωγής είναι ότι η οξείδωση είναι η αύξηση της κατάστασης οξείδωσης ενός ατόμου ενώ η αναγωγή είναι η μείωση της κατάστασης οξείδωσης ενός ατόμου.
