AGENT DE REDUCERE: CARE ESTE, CEL MAI PUTERNIC, EXEMPLE - CHIMIE - 2024

Un agent reducător este o substanță care are funcția de a reduce un agent oxidant într-o reacție de reducere a oxidului. Agenții de reducere sunt donatori de electroni, prin natură, de obicei substanțe care sunt la nivelul cel mai scăzut de oxidare și cu o cantitate mare de electroni.

Există o reacție chimică în care diferă stările de oxidare ale atomilor. Aceste reacții implică un proces de reducere și un proces de oxidare complementar. În aceste reacții, unul sau mai mulți electroni dintr-o moleculă, atom sau ion sunt transferați într-o altă moleculă, atom sau ion. Aceasta implică producerea unei reacții de reducere a oxidului.

În timpul procesului de reducere a oxidului, acel element sau compus care își pierde (sau donează) electronul (sau electronii) este denumit agent reducător, în contrast cu acel agent oxidant care este receptorul electronilor. Se spune că agenții reducători reduc agentul oxidant, iar agentul oxidant oxidează agentul reducător.

Cei mai buni sau cei mai puternici agenți reducători sunt cei cu cea mai mare rază atomică; adică au o distanță mai mare de la nucleul lor la electronii care îl înconjoară.

Agenții reducători sunt de obicei metale sau ioni negativi. Agenții reductori obișnuiți includ acid ascorbic, sulf, hidrogen, fier, litiu, magneziu, mangan, potasiu, sodiu, vitamina C, zinc și chiar extract de morcov.

Ce sunt agenții reducători?

După cum sa menționat deja, agenții de reducere sunt responsabili de reducerea unui agent oxidant atunci când are loc o reacție de reducere a oxidului.

O reacție simplă și tipică a reacției de reducere a oxidului este cea a respirației celulare aerobe:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6O ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

În acest caz, în cazul în care glucoza (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) reacționează cu oxigenul (O ₂ ), glucoza se comportă ca agent de reducere pentru a da electroni oxigen - adică, acesta este oxidat - și oxigen este devine un agent oxidant.

În chimia organică, cei mai buni agenți reducători sunt acei reactivi care furnizează hidrogen (H ₂ ) la reacția. În acest domeniu al chimiei, reacția de reducere se referă la adăugarea de hidrogen la o moleculă, deși se aplică și definiția de mai sus (reacții de reducere a oxidului).

Factorii care determină puterea unui agent reducător

Pentru ca o substanță să fie considerată „puternică”, este de așteptat ca acestea să fie molecule, atomi sau ioni care își pierd mai mult sau mai ușor electronii.

Pentru aceasta, există o serie de factori care trebuie luați în considerare pentru a recunoaște forța pe care un agent reducător o poate avea: electronegativitatea, raza atomică, energia de ionizare și potențialul de reducere.

electronegativitate

Electronegativitatea este proprietatea care descrie tendința unui atom de a atrage o pereche de electroni legați către sine. Cu cât electronegativitatea este mai mare, cu atât mai mare este forța atractivă pe care atomul o exercită asupra electronilor care îl înconjoară.

În tabelul periodic, electronegativitatea crește de la stânga la dreapta, astfel încât metalele alcaline sunt cele mai puțin elemente electronegative.

Radio atomic

Este proprietatea care măsoară numărul de atomi. Se referă la distanța tipică sau medie de la centrul unui nucleu atomic până la limita norului de electroni înconjurător.

Această proprietate nu este precisă - și în plus, mai multe forțe electromagnetice sunt implicate în definiția acesteia - dar se știe că această valoare scade de la stânga la dreapta în tabelul periodic și crește de sus în jos. Acesta este motivul pentru care metalele alcaline, în special cesiul, sunt considerate a avea o rază atomică mai mare.

Energie de ionizare

Această proprietate este definită ca energia necesară pentru a elimina cel mai puțin legat electron dintr-un atom (electronul de valență) pentru a forma un cation.

Se spune că, cu cât electronii sunt mai aproape de nucleul atomului pe care îl înconjoară, cu atât este mai mare energia de ionizare a atomului.

Energia de ionizare crește de la stânga la dreapta și de jos în sus în tabelul periodic. Din nou, metalele (în special cele alcaline) au o energie de ionizare mai mică.

Potențial de reducere

Este măsura tendinței unei specii chimice de a obține electroni și, prin urmare, de a fi redusă. Fiecare specie are un potențial de reducere intrinsecă: cu cât este mai mare potențialul, cu atât este mai mare afinitatea sa pentru electroni și, de asemenea, capacitatea de a fi redusă.

Agenții de reducere sunt acele substanțe cu cel mai mic potențial de reducere, datorită afinității lor scăzute cu electronii.

Agenți de reducere mai puternici

Cu factorii descriși mai sus, se poate concluziona că, pentru a găsi un agent de reducere „puternic”, un atom sau o moleculă cu electronegativitate scăzută, este dorită o rază atomică ridicată și o energie de ionizare scăzută.

După cum sa menționat deja, metalele alcaline au aceste caracteristici și sunt considerate agenții reducători cei mai puternici.

Pe de altă parte, litiu (Li) este considerat cel mai puternic agent reducător, deoarece are cel mai mic potențial de reducere, în timp ce molecula LiAlH ₄ este considerată cel mai puternic agent reducător dintre toate, deoarece conține acesta și celelalte caracteristici dorite.

Exemple de reacții cu agenți reducători

Există multe cazuri de reducere a ruginii în viața de zi cu zi. Unele dintre cele mai reprezentative sunt detaliate mai jos:

Exemplul 1

Reacția de ardere a octanului (componenta principală a benzinei):

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

Se poate observa cum octanul (agent de reducere) donează electroni oxigenului (agent oxidant), formând dioxid de carbon și apă în cantități mari.

Exemplul 2

Hidroliza glucozei este un alt exemplu util de reducere comună:

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

În această reacție, moleculele de NAD (un receptor de electroni și agent oxidant din această reacție) preiau electroni din glucoză (agent reducător).

Exemplul 3

În cele din urmă, în reacția de oxid feric

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

Agentul reducător este aluminiul, în timp ce agentul oxidant este fierul.

Referințe

1. Wikipedia. (Sf). Wikipedia. Preluat de pe en.wikipedia.org
2. BBC. (Sf). Bbc.co.uk. Preluat de pe bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Chimie LibreTexturi. Preluat de la chem.libretexts.org
4. Cercetare, B. (sf). Web de cercetare Bodner. Preluat de la chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Principii chimice: Căutarea Insightului.