기체 연료 / 산화제 혼합물에 대해 이야기 할 때 산소가 포함되지 않은 경우 산화제가 무엇을 의미합니까?
정확한가요? 산화제가 전자를 끌어 당기기 때문에 더 전기 음성적인 종이라고 생각하십니까? 아니면이 정의가 솔루션에만 유효합니까? Wikipedia 문서 는 정의가 기체 반응물에 적용되는지 아니면 솔루션에만 유효한지 명확하지 않습니다.
답변
산화 : 전자 손실, 산화제 / 산화제 : 다른 시약을 산화시킬 수있는 화학 물질. 감소 : 전자 획득-전하 감소라고 생각하세요! 환원제 : 다른 시약을 환원시킬 수있는 화학 물질입니다.
환원 없이는 산화가 발생할 수 없습니다. , 물질을 산화하기 위해 산화제를 사용하는 경우 산화제가 차례로 환원 될 때를 의미합니다. 산화 된 물질의 전자를 얻습니다.
물질이 산화제로 얼마나 잘 기능하는지 설명하기 위해 감소 잠재력 , 볼트로 측정! 큰 양의 환원 잠재력을 가진 물질은 환원하기 쉬우 며 이는 다시 좋은 산화제임을 의미합니다. 마찬가지로 물질이 음의 환원 잠재력을 가지고 있다면이 물질을 환원하기 어렵다는 것을 의미합니다. 이는 다른 물질 자체를 환원하는 데 효과적이기 때문입니다. “환원제입니다.
산화 환원 반응이 자발적인지 확인하기 위해 (잠재적으로 자체적으로 진행될 수있는 경우) 표준 환원을 사용합니다. 잠재력, $ E_0 $ . 이것은 1M의 농도와 섭씨 25 도의 온도를위한 것입니다. 교과서 나 온라인에서 검색합니다.
예 : 다음 반응이 자발적입니까? $$ \ ce {Cu ^ {2 +} (aq) + 2Ag (s)-> Cu (s) + 2Ag + (aq)} $$
먼저 각 참여 종에 대한 표준 감소 잠재력을 알아 내기 위해 :
$ \ ce {Cu ^ {2 +} (aq) + 2e–> Cu (s)}, E_0 = + 0.34V $
$ \ ce {Ag ^ {+} (aq) + e–> Ag (s)}, E_0 = + 0.80V $
이것은 얼마나 감소시키고 싶은지 (GAIN 전자)를 나타냅니다. 은 이온이 가장 원합니다! 그러나 우리의 반응에서 우리는 전자를 잃어 버릴 것을 요구하고 있음을 주목하십시오 (산화 됨). 따라서 : 아니오, 반응은 앞서 언급 한 표준 조건 하에서 자발적인 것이 아닙니다. 그러나 REVERSE 반응은 자발적입니다. 우리의 잠재력을 계산하기 위해 반응, 우리는 간단히 다음과 같이 말합니다.
$$ E_0 = (+ 0.34V)-(+ 0.80V) = -0.46V $$
원하는 물질의 환원 가능성 전자를 얻기 위해 (감소됨), 우리가 전자를 잃고 자하는 물질 (산화 됨)의 잠재력을 뺀 결과가 부정적이라는 사실은 우리에게 반응이 진행되지 않을 것이며 실제로 진행될 것임을 알려주는 것입니다. 반대 방향입니다.
이러한 환원 전위는 이유없이 Volt 단위로 주어지지 않는다는 점에 유의하십시오! 그들은 진정한 전위입니다. 전위를 “전자 압력”이라고 생각할 수 있습니다. 전자가 가장 높은 극 압력은 (-)가 될 것입니다. 전자는 음전하를 띠고 다른 전자는 상대적으로 (+)이기 때문입니다.
기억하세요. 은 이온에 대한 환원 전위 (전자를 취하려는 의지)가 구리 이온보다 높다는 것입니다. 은은 구리보다 전자를 더 많이 차지하기를 원하는데, 이는 전자가 구리에서은으로 이동한다는 것을 의미합니다. 구리가은보다 전자를 더 많이 제거하기를 원한다고 말할 수 있습니다. 구리는 더 높은 전자 압력을가집니다.
전기 음성도는 어떻습니까? ? 전기 음성도는 적어도 순수 원소를 포함하는 단순한 반응의 경우 환원 잠재력과 어느 정도 상관 관계가 있습니다. 그리고 당신은 Ag가 실제로 Cu보다 더 높은 전기 음성도를 가지고 있음을 알 수 있습니다. 전기 음성도는 서로 다른 종의 산화 상태 등을 고려하지 않으며 산화 환원 반응을 처리 할 때 전기 음성도를 그림에서 제외하는 것이 더 좋습니다.
Answer
Brian의 대답은 매우 훌륭하고 철저하지만 감소 가능성을 고려하여 고려해야 할 다소 중요한 경험적 사실이 있습니다. $ \ ce {E_0} $ 값의 차이는 반응이 발생할 수 있는지 알 수 있지만 반응이 발생할 것인지 알 수는 없습니다. $ \ ce {E_0} $ 값이 나타내는 것을 방해 할 수있는 반응 속도 및 활성화 에너지와 같은 다른 요인이 있습니다.
이러한 점을 보여주는 두 가지 훌륭한 CHEM 연구 비디오가 있습니다. 첫 번째 Bromine : Element from the Sea 는 바닷물에서 브롬화 이온을 원소 브롬으로 산화하는 절차를 보여줍니다. 9시 30 분경에 그들은 브롬을위한 산화제를 찾기 위해 $ \ ce {E_0} $ 값을 찾는 것에 대해 논의합니다. 그들은 먼저 $ \ ce {E_0} $에 의한 자발적인 반응을 나타내는 산소를 시도하지만 실제로는 속도가 너무 느려서 반응이 일어나지 않습니다. 그런 다음 브롬을 산화시키는 염소를 시도합니다. 이 예에서 $ \ ce {E_0} $ 값의 차이는 $ \ ce {Br_2} $와 $ \ ce {O_2} $ 사이보다 $ \ ce {Br_2} $와 $ \ ce {Cl_2} $ 사이에서 더 큽니다. , 따라서 $ \ ce {E_0} $ 값의 차이가 클수록 반응이 더 빠르다고 합리적으로 결론을 내릴 수 있습니다.
안타깝게도 두 번째 동영상에서 볼 수 있듯이 더 많은 것이 있습니다. 질산 에 대한 CHEM 연구 동영상은 질산 ($ \ ce {HNO_3} $)이 질소로 인해 강력한 산화제로 사용될 수 있음을 보여줍니다. $ \ ce {+5} $ 주. 10시 30 분경에 $ \ ce {E_0} $ 값을 참조하여 질산 (대부분 질소-산소 가스)에서 생산할 수있는 잠재적 환원 제품에 대해 논의합니다. 가장 높은 잠재력은 질소 가스 인 $ \ ce {N_2} $입니다. 그러나 금속을 산화시키는 실험을 수행 할 때 $ \ ce {NO_2} $의 $ \ ce가 더 작더라도 $ \ ce {N_2} $가 아닌 독성 이산화질소 $ \ ce {(NO_2)} $가 제품입니다. {E_0} $ 값. 대답은 $ \ ce {N_2} $ 로의 감소가 더 높은 활성화 에너지를 필요로하고 실온에서이 반응은 대부분 발생하지 않지만 $ \ ce {NO_2} $ 로의 감소가 지배적이라는 것입니다. 이 가능성을 깨닫지 못하는 것은 문자 그대로 $ \ ce {(N_2)} $와 죽음의 차이 일 수 있습니다 $ \ ce {(NO_2)} $!
항상 과학에서 그렇듯이 실험은 다음의 궁극적 인 결정 요인입니다. 작동합니다. 감소 잠재력과 같은 이론은 효과가 가능한 결정하는 데 도움이되지만 프로세스의 시작일뿐입니다.
댓글
- 실제로 중요 🙂
답변
모든 전자를 끌어 당기는 반응물은 가스에 관계없이 산화제입니다. 또는 액체상 (고체도). 그들은 단순히 산소처럼 작용하기 때문에 이것을 불렀습니다. 산소는 지구상에서 가장 흔한 산화제입니다.