산화 환원 반응이 무엇인지, 존재하는 유형, 응용, 산화 환원 반응의 특성 및 예에 대해 설명합니다.
산화 환원 반응에서 한 분자는 전자를 잃고 다른 분자는 전자를 취합니다.산화 환원 반응은 무엇입니까?
에 화학, 산화 환원 반응, 산화물 환원 반응 또는 환원 산화 반응으로 알려진 화학 반응 전자 원자 사이 또는 분자 관련된.
이 교환은 상태 변화에 반영됩니다. 산화 시약의. 전자를 포기하는 반응물은 산화되고 전자를 받는 반응물은 환원됩니다.
산화 상태는 화학 원소의 원자가 화학 원소의 일부일 때 포기하거나 받아들이는 전자의 양을 나타냅니다. 화학 반응. 라고 해석할 수도 있다. 전하 특정 원자는 다른 원자와의 모든 결합이 완전히 이온성인 경우 가질 것입니다. 산화수 또는 발렌시아.
산화 상태는 정수, 중성 원소의 산화 상태는 0입니다. 따라서 원자의 유형과 참여하는 반응에 따라 양수 또는 음수 값을 취할 수 있습니다. 한편, 일부 원자 그들은 관련된 반응에 따라 다양한 산화 상태를 가지고 있습니다.
각 원자의 상태나 산화수를 정확하게 결정하는 방법을 안다. 화합물 산화 환원 반응을 이해하고 분석하는 것은 필수적입니다. 값을 계산할 수 있는 특정 규칙이 있습니다.
- 중성 원소 또는 분자의 산화수는 0입니다. 예: 고체 금속(Fe, Cu, Zn…), 분자(O2, N2, F2).
- 그만큼 이온 단일 원자의 화합물은 전하와 동일한 산화수를 갖는다. 예: Na +, Li +, Ca2 +, Mg2 +, Fe2 +, Fe3 +, Cl–.
- 불소는 존재하는 가장 전기 음성도가 높은 원소(F-)이기 때문에 항상 -1 산화 상태를 갖습니다.
- 수소의 산화수는 항상 +1(H +)이지만, 금속 수소화물(수소화칼륨, KH)은 예외이며, 여기서 산화수는 -1(H-)입니다.
- 산소는 몇 가지 예외를 제외하고는 -2의 산화수를 가지고 있습니다.
- 불소와 화합물을 형성하면 산화수가 2+입니다. 예: 이불화산소(OF2).
- 과산화물을 형성할 때 산화수는 -1(O22-)입니다. 예: 과산화수소(H2O2), 과산화나트륨(Na2O2).
- 과산화물을 형성할 때 산화수는 -½(O2-)입니다. 예: 과산화칼륨(KO2).
- 중성 화합물을 구성하는 원자의 산화수의 대수적 합은 0입니다.
- 다원자 이온을 구성하는 원자의 산화수의 대수적 합은 이온의 전하와 같습니다. 예를 들어: 황산염 음이온(SO42-)은 산화수 -2를 가지며, 이는 황과 산소의 산화수의 합에 각각 화합물의 각 원자의 양을 곱한 것과 같습니다. 이 경우에는 하나의 값을 갖습니다. 황 원자와 4개의 산소 원자.
- 일부의 산화수 화학 원소 그것들은 중성 화합물이나 그들이 속한 이온에 따라 달라질 수 있습니다. 그러면 다음과 같이 화합물에서 원자의 산화수를 계산할 수 있습니다.
어디에 아니요() 는 산화수를 의미하며 괄호 안에 화학 원소가 있습니다.
이러한 방식으로 모든 산화 환원 반응에는 두 가지 유형의 반응물이 있습니다. 하나는 전자를 포기하고 다른 하나는 전자를 받아들입니다.
- 산화제. 전자를 포착하는 것은 원자입니다. 이러한 의미에서 초기 산화 상태가 감소하고 환원을 경험합니다. 이런 식으로 전자를 얻어 음전하를 증가시킵니다.
- 환원제. 전자를 포기하고 초기 산화 상태를 증가시켜 산화되는 것은 원자입니다. 이런 식으로 전자를 포기함으로써 양전하를 증가시킵니다.
일부 화학 물질은 동시에 산화 및 환원될 수 있습니다. 이러한 요소를 양쪽성 전해질이라고 하며 이것이 일어나는 과정을 양쪽성이라고 합니다.
산화환원 반응은 가장 흔한 화학 반응 중 하나입니다. 우주, 프로세스의 일부이므로 광합성 에서 식물 그리고 호흡 연속성을 허용하는 동물에서 삶.
산화 환원 반응의 특성
산화 환원 반응은 매일 우리 주변에 있습니다. 산화 궤조, 연소 부엌에서 가스를 제거하거나 포도당을 산화하여 ATP 우리 몸에는 몇 가지 예가 있습니다.
대부분의 경우 산화 환원 반응은 상당한 양의 에너지.
일반적으로 각 산화환원 반응은 두 단계 또는 반쪽 반응으로 구성됩니다. 반쪽 반응 중 하나에서는 산화가 일어나고(반응물이 산화됨) 다른 하나에서는 환원이 일어납니다(반응물이 환원됨).
모든 반쪽 반응을 대수적으로 결합한 결과 얻어지는 전체 산화환원 반응은 종종 "전체 반응"이라고 합니다. 반반응을 대수적으로 결합할 때 질량과 전하를 모두 조정해야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 즉, 산화 과정에서 방출되는 전자의 수는 환원 과정에서 얻은 전자의 수와 같아야 하며, 각 반응물의 질량은 각 생성물의 질량과 같아야 합니다.
예를 들어:
- 감소 반 반응. 감소 구리 두 개의 전자를 포착함으로써. 산화 상태를 감소시킵니다.
- 산화 반반응. 두 개의 전자를 잃음으로써 철 산화. 산화 상태를 증가시킵니다.
글로벌 반응:
산화 환원 반응의 유형
연소 반응(산화환원 반응)은 운동을 생성할 수 있는 에너지를 방출합니다.다른 특성을 부여받은 다양한 유형의 산화 환원 반응이 있습니다. 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.
- 연소. 연소는 상당한 양의 에너지를 다음과 같은 형태로 방출하는 산화환원 화학 반응입니다. 열 와이 빛. 이러한 반응은 많은 에너지를 방출하는 빠른 산화입니다. 방출된 에너지는 제어된 방식으로 사용되어 자동차 엔진에서 움직임을 생성할 수 있습니다. 라고 하는 요소 산화제 (이는 환원되어 연료로 산화됨) 및 연료 요소(산화기로 산화되고 환원됨). 연료의 몇 가지 예는 가솔린과 우리가 주방에서 사용하는 가스이며 가장 잘 알려진 산화제는 기체 산소(O2)입니다.
- 산화 금속의. 연소보다 느린 반응입니다. 그들은 일반적으로 특정 재료, 특히 금속 재료가 산소의 작용에 의해 분해되는 것으로 설명됩니다. 환경의 염분이 반응을 가속화(촉매화)하는 해안 인구에서 특히 세계적으로 알려져 있고 일상적인 현상입니다. 그렇기 때문에 우리를 해변으로 데려간 후 차는 모든 흔적의 소금물을 청소해야합니다.
- 불균형. 불균일화 반응이라고도 하는 이 반응은 동시에 환원되고 산화되는 단일 시약을 나타냅니다. 대표적인 경우가 과산화수소(H2O2)의 분해입니다.
- 간단한 스크롤. "단순 치환 반응"이라고도 하며, 동일한 화합물 내에서 두 원소가 각각의 위치를 교환할 때 발생합니다. 즉, 한 요소가 공식의 정확한 위치에서 다른 요소를 대체하여 적절한 경우 다른 원자와 각각의 전하 균형을 유지합니다. 예는 금속이 산에서 수소를 대체하고 염이 형성될 때 일어나는 일입니다. 배터리 기기 고장의.
산화 환원 반응의 예
산화 환원 반응의 예는 매우 풍부합니다. 앞에서 설명한 각 유형의 예를 제공하려고 합니다.
- 옥탄가 연소. 옥탄은 탄화수소 우리 자동차의 엔진을 작동시키는 데 사용되는 휘발유의 구성 요소. 옥탄가가 산소와 반응하면 옥탄은 산화되고 산소는 환원되어 이 반응의 결과로 많은 양의 에너지를 방출한다. 이 방출된 에너지는 엔진에서 일을 생성하는 데 사용되며, 이 과정에서 이산화탄소와 수증기도 생성합니다. 이 반응을 나타내는 방정식은 다음과 같습니다.
- 과산화수소의 분해. 그것은 과산화수소가 구성 요소인 물과 산소로 분해되는 불변화 반응입니다. 이 반응에서 산소는 산화수를 -1(H2O2)에서 -2(H2O)로 감소시켜 환원되고, 산화수를 -1(H2O2)에서 0(O2)으로 증가시키면 산화된다.
- 구리에 의한 은의 변위. 의 반응이다. 배수량 질산은 용액에 금속 구리 조각을 담그는 방법을 간단하게 알 수 있습니다. 색상 용액이 파란색으로 변하고 금속 은의 얇은 층이 구리 조각에 증착됩니다. 이 경우 금속성 구리(Cu)의 일부가 Cu2 + 이온으로 변환되며, 용액은 아름다운 파란색을 띠는 질산구리(Cu(NO3) 2)의 일부입니다. 한편, 질산은(AgNO3)의 일부인 Ag+양이온의 일부는 금속성 은(Ag)으로 변형되어 석출된다.
- 묽은 염산과 아연의 반응. 이것은 HCl(aq)의 수소가 아연으로 치환되어 염을 형성하는 단순 치환 반응입니다.
- 철 산화. 금속성 철은 산소와 접촉하면 산화된다. 공기. 이것은 철제 물체가 공기에 장기간 노출될 때 갈색 녹의 층을 형성하는 일상 생활에서 볼 수 있습니다. 이 반응에서 산화 상태가 0인 금속성 철(Fe)이 Fe3+로 변환되는데, 즉 산화 상태가 증가(산화)된다. 이러한 이유로 직관적으로 또는 구어체로 철이 녹슬었다고 합니다.
산업 응용
산화 환원 반응의 산업적 응용은 끝이 없습니다. 예를 들어, 연소 반응은 다음을 생성하는 데 이상적입니다. 직업 생성하는 역할을 하는 움직임 발전소에서 생산하는 대형 모터에서 전기.
과정은 굽기로 이루어져 있습니다 화석 연료 열을 얻고 생산하기 위해 수증기 보일러에서 이 증기는 대형 엔진이나 터빈을 구동하는 데 사용됩니다. 한편, 연소 반응은 우리 자동차와 같이 화석 연료를 사용하는 자동차의 엔진을 작동시키는 데에도 사용됩니다.
한편, 치환 및 치환 산화환원 반응은 우리나라에서 흔히 볼 수 없는 순도의 특정 원소를 얻는 데 유용하다. 자연. 예를 들어 은은 반응성이 높습니다. 광물 심토에서 순수한 것을 찾는 것은 드물지만 산화 환원 반응을 통해 높은 순도를 얻을 수 있습니다. 소금과 다른 것을 얻을 때도 마찬가지입니다. 화합물.