Cosè un ossidante?

Ossidazione: perdita di elettroni, Ossidante / agente ossidante: una sostanza chimica che può ossidare un altro reagente. Riduzione: guadagno di elettroni: pensala come una riduzione della carica! Agente riducente: una sostanza chimica che può ridurre un altro reagente.

E lossidazione non può mai verificarsi senza una riduzione , ovvero se si utilizza un agente ossidante per ossidare una sostanza, quando lagente ossidante viene a sua volta ridotto. Guadagna gli elettroni della sostanza ossidata.

Per descrivere il modo in cui una sostanza funziona come ossidante, utilizziamo i potenziali di riduzione , misurato in volt! Una sostanza con un potenziale di riduzione ampio e positivo è facile da ridurre, il che a sua volta significa che è un buon agente ossidante. Allo stesso modo, se una sostanza ha un grande potenziale di riduzione negativo, significa che è difficile ridurre questa sostanza. Questo perché è bravo a ridurre altre sostanze in sé – è un agente riducente.

Per capire se una reazione redox è spontanea (se può potenzialmente procedere da sola), usiamo la riduzione standard potenziali, $ E_0 $ . Questo è per concentrazioni di 1 M e una temperatura di 25 gradi Celsius. Li cerchi nel tuo libro di testo o online.

Un esempio: la seguente reazione è spontanea? $$ \ ce {Cu ^ {2 +} (aq) + 2Ag (s) – > Cu (s) + 2Ag + (aq)} $$

Per scoprirlo troviamo prima i potenziali standard di riduzione per ciascuna specie partecipante:

$ \ ce {Cu ^ {2 +} (aq) + 2e- – > Cu (s)}, E_0 = + 0,34 V $

$ \ ce {Ag ^ {+} (aq) + e- – > Ag (s)}, E_0 = + 0.80V $

Descrive quanto vogliono essere ridotti (elettroni GAIN). Lo ione dargento lo vuole di più! Tuttavia, si noti che nella nostra reazione “stiamo chiedendo di PERDERE elettroni (essere ossidati). QUINDI: No, la reazione non è spontanea nelle condizioni standard di cui sopra. Tuttavia, la reazione INVERSA è spontanea. Per calcolare il potenziale per il nostro reazione, diciamo semplicemente:

$$ E_0 = (+ 0,34 V) – (+ 0,80 V) = -0,46 V $$

Il potenziale di riduzione per la sostanza che vogliamo per guadagnare elettroni (ridotti), meno il potenziale per la sostanza che vogliamo perdere elettroni (essere ossidato). Il fatto che il risultato sia negativo, è ciò che ci dice che la reazione non procederà – e che di fatto procederà nel Direzione OPPOSTA.

Tieni presente che questi potenziali di riduzione non ricevono lunità Volt senza motivo! Sono veri potenziali elettrici. Puoi pensare ai potenziali elettrici come “pressioni di elettroni”. Il polo con lelettrone più alto la pressione sarà (-), perché gli elettroni sono caricati negativamente, e laltro sarà (+) rispetto ad esso.

Ricorda che il potenziale di riduzione (la disponibilità a prendere elettroni) per lo ione argento è superiore a quello dello ione rame. Largento vuole assorbire gli elettroni più del rame, il che significa che gli elettroni viaggeranno dal rame allargento. si potrebbe anche dire che il rame vuole sbarazzarsi dei suoi elettroni più dellargento – il rame ha la pressione elettronica più alta.

E lelettronegatività ? Lelettronegatività è effettivamente correlata in qualche modo con i potenziali di riduzione, almeno per le reazioni semplici che coinvolgono elementi puri. E puoi vedere che Ag ha effettivamente unelettronegatività maggiore di Cu, il che ha senso. Lelettronegatività non tiene conto degli stati di ossidazione di specie diverse ecc. E rapidamente diventa unidea migliore lasciare lelettronegatività fuori dallimmagine quando si ha a che fare con le reazioni redox.

La risposta di Brian è molto buona e completa, ma cè un fatto empirico piuttosto importante che devi considerare con i potenziali di riduzione. Sebbene la differenza nei valori di $ \ ce {E_0} $ possa dirti se può verificarsi una reazione, non può dirti se si si verificherà una reazione. Ci sono altri fattori, come la velocità di reazione e lenergia di attivazione, che possono interferire con ciò che indicano i valori $ \ ce {E_0} $.

Ci sono due fantastici video di studio CHEM che dimostrano questi punti. Il primo, Bromine: Element from the Sea , mostra una procedura per ossidare lo ione bromuro nellacqua di mare in bromo elementare. Verso le 9:30 discutono di cercare i valori $ \ ce {E_0} $ per trovare un ossidante per il bromo. Prima provano con lossigeno, che indica una reazione spontanea di $ \ ce {E_0} $, ma in realtà la reazione non si verifica, probabilmente perché la velocità è troppo lenta. Quindi provano il cloro, che lavora per ossidare il bromo. In questo esempio, la differenza nei valori di $ \ ce {E_0} $ è maggiore tra $ \ ce {Br_2} $ e $ \ ce {Cl_2} $ che tra $ \ ce {Br_2} $ e $ \ ce {O_2} $ , quindi potresti ragionevolmente concludere che una differenza maggiore nei valori di $ \ ce {E_0} $ indica una reazione più rapida.

Sfortunatamente, cè di più, come mostra il secondo video. Il video dello studio CHEM sull acido nitrico mostra che lacido nitrico – $ \ ce {HNO_3} $ – può essere utilizzato come forte agente ossidante, a causa dellazoto nello stato $ \ ce {+5} $. Intorno alle 10:30, discutono dei potenziali prodotti di riduzione che possono essere prodotti dallacido nitrico (principalmente gas azoto-ossigeno) consultando i valori $ \ ce {E_0} $. Il potenziale più alto è per il gas azoto, $ \ ce {N_2} $. Ma quando viene condotto un esperimento per ossidare i metalli, il prodotto è il biossido di azoto velenoso $ \ ce {(NO_2)} $, non $ \ ce {N_2} $, anche se $ \ ce {NO_2} $ ha un $ \ ce più piccolo {E_0} $ valore. La risposta è che la riduzione a $ \ ce {N_2} $ richiede unenergia di attivazione maggiore, ea temperatura ambiente questa reazione per lo più non si verifica, ma la riduzione a $ \ ce {NO_2} $ domina. Non rendersi conto di questa possibilità potrebbe letteralmente fare la differenza tra la vita $ \ ce {(N_2)} $ e la morte $ \ ce {(NO_2)} $!

Come sempre nella scienza, la sperimentazione è il fattore determinante cosa funziona. Teorie come i potenziali di riduzione aiutano a determinare cosa potrebbe funzionare, ma è solo linizio del processo.

Commenti

• Importante davvero 🙂

Qualsiasi reagente che ritira gli elettroni è un ossidante, sia nel gas o fase liquida (anche solida). Lo chiamano semplicemente perché agiscono come lossigeno, essendo lossigeno lagente ossidante più comune sulla terra.