• Шта су редокс реакције?
• Карактеристике редокс реакција
• Врсте редокс реакција
• Примери редокс реакција
• Индустријске примене

Објашњавамо шта су редокс реакције, врсте које постоје, њихове примене, карактеристике и примере редокс реакција.

У редокс реакцијама, један молекул губи електроне, а други их узима.

Шта су редокс реакције?

Ин хемија, познат је као редокс реакције, оксид-редукционе реакције или редукционо-оксидационе реакције до хемијских реакција у којима се размењује електрона између атома или молекуле укључени.

Ова размена се огледа у промени стања на оксидације реагенаса. Реактант који предаје електроне подлеже оксидацији, а онај који их прима, редукцији.

Стање оксидације указује на количину електрона коју атом хемијског елемента предаје или прихвата када је део хемијска реакција. Може се тумачити и као претпостављено наелектрисање које би одређени атом имао када би све његове везе са другим атомима биле потпуно јонске. Такође се назива оксидациони број или Валенсија.

Оксидационо стање се изражава у цели бројеви, при чему је оксидационо стање неутралних елемената нула. Дакле, може имати позитивне или негативне вредности у зависности од врсте атома и реакције у којој учествује. С друге стране, неки атоми Имају променљива оксидациона стања у зависности од реакције у којој су укључени.

Знати како правилно одредити стање или оксидациони број сваког атома у а хемијско једињење Неопходно је разумети и анализирати редокс реакције. Постоје одређена правила која вам омогућавају да израчунате њихове вредности:

• Оксидациони број неутралних елемената или молекула је нула. На пример: чврсти метали (Фе, Цу, Зн…), молекули (О2, Н2, Ф2).
• Тхе јони једињења једног атома имају свој оксидациони број једнак њиховом наелектрисању. На пример: На +, Ли +, Ца2 +, Мг2 +, Фе2 +, Фе3 +, Цл–.
• Флуор увек има -1 оксидационо стање јер је најелектронегативнији елемент који постоји (Ф–).
• Водоник увек има оксидациони број +1 (Х +), са изузетком металних хидрида (калијум хидрид, КХ), где има оксидациони број -1 (Х–).
• Кисеоник има оксидациони број -2, са неколико изузетака:
  • Када формира једињења са флуором, има оксидациони број 2+. На пример: кисеоник дифлуорид (ОФ2).
  • Када формира пероксиде, има оксидациони број -1 (О22-). На пример: водоник пероксид (Х2О2), натријум пероксид (На2О2).
  • Када формира супероксиде, има оксидациони број -½ (О2–). На пример: калијум супероксид (КО2).
• Алгебарски збир оксидационих бројева атома који чине неутрално једињење је нула.
• Алгебарски збир оксидационих бројева атома који чине полиатомски јон једнак је наелектрисању јона. На пример: сулфатни ањон (СО42-) има оксидациони број -2, који је једнак збиру оксидационих бројева сумпора и кисеоника, сваки помножен са количином сваког атома у једињењу, у овом случају има један атом сумпора и четири атома кисеоника.
• Оксидациони бројеви неких хемијски елементи могу да варирају у зависности од неутралног једињења или јона чији су део. Затим је могуће израчунати оксидациони број атома у једињењу на следећи начин:

Где не() означава оксидациони број, а хемијски елемент се налази унутар заграда.

На овај начин, у свакој редокс реакцији постоје две врсте реактаната, један који одустаје од електрона и други који их прихвата:

• Оксидационо средство. То је атом који хвата електроне. У том смислу, његово почетно оксидационо стање се смањује, а долази до смањења. На тај начин повећава свој негативни електрични набој тако што добија електроне.
• Редукционо средство. То је атом који одустаје од електрона и повећава своје почетно оксидационо стање, пролазећи кроз оксидацију. На тај начин повећава свој позитивни електрични набој одустајањем од електрона.

Неке хемикалије се могу оксидовати и редуковати у исто време. Ови елементи се називају амфолити, а процес у коме се то дешава назива се амфолизација.

Редокс реакције су једна од најчешћих хемијских реакција у универзум, јер су део процеса фотосинтеза у биљке и од дисање код животиња, који омогућавају континуитет живот.

Карактеристике редокс реакција

Редок реакције су свуда око нас на дневној бази. Оксидација од метали, тхе сагоревање гаса у кухињи или чак оксидацијом глукозе да се добије АТП у нашем телу су неки примери.

У већини случајева, редокс реакције ослобађају значајну количину Енергија.

Генерално, свака редокс реакција се састоји од две фазе или полуреакције. У једној од полуреакција долази до оксидације (реактант се оксидује), ау другој до редукције (реактант се редукује).

Укупна редокс реакција, која се добија као резултат алгебарског комбиновања свих полуреакција, често се назива „глобална реакција“. Важно је напоменути да када се полу-реакције комбинују алгебарски, и маса и наелектрисање морају да се подесе. То јест, број електрона ослобођених током оксидације мора бити исти као и број електрона добијених током редукције, а маса сваког реактанта мора бити једнака маси сваког производа.

На пример:

• Полуреакција редукције. Смањење од бакар хватањем два електрона. Смањује његово оксидационо стање.
  
• Полуреакција оксидације. Оксидација гвожђа губитком два електрона. Повећава његово оксидационо стање.
  
  Глобална реакција:
  

Врсте редокс реакција

Реакције сагоревања (редокс реакције) ослобађају енергију која може да створи кретање.

Постоје различите врсте редокс реакција, обдарених различитим карактеристикама. Најчешћи типови су:

• Сагоревање. Сагоревање су редокс хемијске реакције које ослобађају значајну количину енергије у облику топлота И светлости. Ове реакције су брзе оксидације које дају много енергије. Ослобођена енергија се може користити на контролисан начин за стварање покрета у моторима аутомобила. Елемент тзв оксидатор (који се редукује и оксидује у гориво) и горив елемент (који се оксидује и редукује у оксидант). Неки примери горива су бензин и гас који користимо у нашим кухињама, док је најпознатији оксидант гасовити кисеоник (О2).
• Оксидација од метала. То су реакције спорије од сагоревања. Обично се описују као деградација одређених материјала, посебно металних, под дејством кисеоника на њих. То је светски позната и свакодневна појава, посебно код приморских популација, где соли из околине убрзавају (катализују) реакцију. Зато аутомобил, након што нас одвезе на плажу, мора бити очишћен од свих трагова слане воде.
• Диспропорција. Такође познате као реакције дисмутације, оне представљају један реагенс који се редукује и оксидује у исто време. Типичан случај овога је разлагање водоник-пероксида (Х2О2).
• Једноставно скроловање. Такође се називају „реакције једноставне супституције“, оне се јављају када два елемента размене своја места у оквиру истог једињења. То јест, један елемент замењује други на његовом тачном месту у формули, балансирајући њихов електрични набој са другим атомима према потреби. Пример је шта се дешава када метал замени водоник у киселини и формирају се соли, као што се дешава када батерије да се уређај поквари.

Примери редокс реакција

Примери редокс реакција су веома бројни. Покушаћемо да дамо пример сваког од претходно описаних типова:

• Сагоревање октана. Октан је а угљоводоника компонента бензина која се користи за покретање мотора наших аутомобила. Када октан реагује са кисеоником, октан се оксидира и кисеоник се редукује, ослобађајући велику количину енергије као резултат ове реакције. Ова ослобођена енергија се користи за генерисање рада у мотору, такође у процесу производње угљен-диоксида и водене паре. Једначина која представља ову реакцију је:
  
• Распадање водоник пероксида. То је реакција дисмутације у којој се водоник-пероксид разлаже на своје саставне елементе, воду и кисеоник. У овој реакцији кисеоник се редукује смањењем његовог оксидационог броја са -1 (Х2О2) на -2 (Х2О), а оксидује повећањем његовог оксидационог броја са -1 (Х2О2) на 0 (О2).
  
• Померање сребра бакром. То је реакција на премештај једноставан у коме можете видети како потапањем фрагмента металног бакра у раствор сребрног нитрата, боја раствора плави и на бакарни фрагмент се наноси танак слој металног сребра. У овом случају, део металног бакра (Цу) се трансформише у Цу2+ јон, као део бакар (ИИ) нитрата (Цу (НО3) 2), чији раствор има лепу плаву боју. Са друге стране, део катјона Аг+, који је део сребровог нитрата (АгНО3), трансформише се у метално сребро (Аг) које се таложи.
  
• Реакција цинка са разблаженом хлороводоничном киселином. То је једноставна реакција измештања у којој се водоник у ХЦл (ак) замењује цинком да би се формирала со.
  
• Оксидација гвожђа. Метално гвожђе оксидира када дође у контакт са кисеоником из ваздух. Ово се види у свакодневном животу када гвоздени предмети формирају слој браон рђе када су изложени ваздуху током дужег временског периода. У овој реакцији метално гвожђе (Фе), које има оксидационо стање 0, трансформише се у Фе3 +, односно повећава му се оксидационо стање (оксидира). Због тога се интуитивно или колоквијално каже: гвожђе рђа.
  

Индустријске примене

У електранама, редокс реакције су у стању да покрећу велике моторе.

Индустријске примене редокс реакција су бескрајне. На пример, реакције сагоревања су идеалне за производњу посао који служи за генерисање кретање у великим моторима који се користе у електранама за производњу електрична енергија.

Процес се састоји од сагоревања фосилна горива да добије топлоту и произведе водена пара у котлу, онда се ова пара користи за погон великих мотора или турбина. С друге стране, реакције сагоревања се такође користе за покретање мотора моторних возила која користе фосилна горива, као што су наши аутомобили.

С друге стране, супституцијске и редокс реакције су корисне за добијање одређених елемената у стању чистоће које се често не виђа у природа. На пример, сребро је веома реактивно. Иако се ретко може наћи чист у минералном подземљу, висок степен чистоће се може добити редокс реакцијом. Исто се дешава и када је у питању добијање соли и др једињења.