Reacció d'oxidació versus reacció de reducció
Les reaccions d'oxidació i de reducció estan interrelacionades. Quan una substància s'oxida, una altra substància es redueix. Per tant, aquestes reaccions es coneixen conjuntament com a reaccions redox.
Reacció d'oxidació
Originalment, les reaccions d'oxidació es van identificar com les reaccions en què participa l'oxigen gasós. Aquí, l'oxigen es combina amb una altra molècula per produir un òxid. En aquesta reacció, l'oxigen es redueix i l' altra substància s'oxida. Per tant, bàsicament la reacció d'oxidació és afegir oxigen a una altra substància. Per exemple, en la següent reacció, l'hidrogen s'oxida i, per tant, l'àtom d'oxigen s'afegeix a l'aigua formant hidrogen.
2H2 + O2 -> 2H2O
Una altra manera de descriure l'oxidació és la pèrdua d'hidrogen. Hi ha algunes ocasions en què és difícil descriure l'oxidació com l'addició d'oxigen. Per exemple, en la següent reacció, l'oxigen s'ha afegit tant al carboni com a l'hidrogen, però només el carboni ha sofert oxidació. En aquest cas, l'oxidació es pot descriure dient que és la pèrdua d'hidrogen. Com que els hidrògens s'han eliminat del metà en produir diòxid de carboni, el carboni s'ha oxidat.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Un altre enfocament alternatiu per descriure l'oxidació és la pèrdua d'electrons. Aquest enfocament es pot utilitzar per explicar reaccions químiques, on no podem veure la formació d'òxids o la pèrdua d'hidrogen. Així, fins i tot quan no hi ha oxigen, podem explicar l'oxidació mitjançant aquest enfocament. Per exemple, en la següent reacció, el magnesi s'ha convertit en ions de magnesi. Des que, el magnesi ha perdut dos electrons, ha patit oxidació i el clor gasós és l'agent oxidant.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
L'estat d'oxidació ajuda a identificar els àtoms que han patit oxidació. Segons la definició de la IUPAC, l'estat d'oxidació és “una mesura del grau d'oxidació d'un àtom en una substància. Es defineix com la càrrega que es podria imaginar que té un àtom . L'estat d'oxidació és un valor enter, i pot ser positiu, negatiu o zero. L'estat d'oxidació d'un àtom està sotmès a canvis després d'una reacció química. Si l'estat d'oxidació augmenta, es diu que l'àtom està oxidat. Com en la reacció anterior, el magnesi té un estat d'oxidació zero i l'ió magnesi té un estat d'oxidació +2. Com que el nombre d'oxidació ha augmentat, el magnesi s'ha oxidat.
Reacció de reducció
La reducció és el contrari de l'oxidació. Pel que fa a la transferència d'oxigen, en les reaccions de reducció es perden oxigen. Pel que fa a la transferència d'hidrogen, les reaccions de reducció tenen lloc quan es guanya hidrogen. Per exemple, en l'exemple anterior entre metà i oxigen, l'oxigen s'ha reduït perquè ha guanyat hidrogen. Pel que fa a la transferència d'electrons, la reducció està guanyant electrons. Així, segons l'exemple anterior, el clor es redueix.
Quina diferència hi ha entre la reacció d'oxidació i la reacció de reducció?
• En les reaccions d'oxidació, es guanyen oxigen i, en les reaccions de reducció, es perden.
• En oxidació es perd hidrogen però en reducció es guanya hidrogen.
• En les reaccions d'oxidació, es perden electrons però, en les reaccions de reducció, es guanyen electrons.
• En les reaccions d'oxidació, l'estat d'oxidació augmenta. Les espècies en reducció redueixen el seu estat d'oxidació.
