Reduktor i utleniacz

Kontynuujemy opis reakcji redoks. Wraz z maturalnymi pytaniami o zbilansowanie tych trudnych (póki co) reakcji, klasycznie pojawiają się także pytania o wskazanie reduktora oraz utleniacza. Jest to na szczęście bardzo proste.

1. Co to jest utlenianie i redukcja ?

Zanim dowiemy się czym jest reduktor i utleniacz, to najpierw musimy ustalić co to jest utlenianie i redukcja. Weźmy jako przykład prostą reakcję glinu z azotanem (V) miedzi, rozpiszemy ją najpierw w formie cząsteczkowej :

2Al+ 3Cu(NO3)2 ⟶ 2Al(NO3)3 + 3Cu

Z dużym prawdopodobieństwem mogę założyć, że pewnie wolisz pisać równania reakcji właśnie w taki sposób, natomiast zapis reakcji w postaci jonowej skróconej to zawsze przymus (,,no bo każą mi w zadaniu”).

Prawda jest taka, że skrócona forma jest super, bo ona pokazuje nam esencję całej reakcji, podczas gdy pełny zapis (powyżej) może być mylący (można na przykład przeoczyć reakcję redoks!).

Czy skusisz się na pisanie reakcji w formie jonowej skróconej ?

2Al + 3Cu2+ ⟶ 2Al3+ + 3Cu

Spójrz! Jeśli w taki sposób przedstawimy naszą reakcję to bez problemu widzimy, że glin zwiększył swój stopień utlenienia (z zero do +III), natomiast miedź zmniejszyła swój stopień utlenienia (z +II do zera).

Akurat tak dobrze się składa, że czas licealny zbiega się także z pierwszymi jazdami samochodem, już nie u taty na kolanach, a nawet legalnie. Więc być może obiło Ci się już o uszy wyrażenie jak ,,zredukuj bieg”? Chodzi tutaj o zmniejszenie biegu, na przykład z trójki do dwójki. I właśnie w ten sposób zapamiętamy, co to jest redukcja!

Redukcja to zmniejszenie stopnia utlenienia, natomiast utlenianie to zwiększanie stopnia utlenienia. W takim razie w naszej reakcji utlenił się glin, a zredukowała miedź.

Hamowanie silnikiem – zjeżdżanie ze wzniesień - Manewry - Technika jazdy -  Infor.pl
Nie znam się, ale pewnie ,,R” to redukcja.

A zobaczmy co się dzieje z elektronami podczas reakcji redoks – kto je przyjmuje, a kto oddaje (reakcja nie jest tutaj zbilansowana, bo jeszcze nas to nie interesuje).

Zależność pomiędzy utlenianiem i redukcją, a utratą i przyjmowaniem elektronów.

Co jest ekstremalnie ważne − nie ucz się tego na pamięć! To jest zwykłe dodawanie i odejmowanie elektronów, to nie jest coś, co trzeba by ,,zakuć”.

To w ogóle jest myśl, która powinna Ci ciągle towarzyszyć przy nauce przedmiot ścisłego!

Widzimy zatem, że redukcja to inaczej dodawanie (przyjmowanie) elektronów, a utlenianie to proces przeciwny, czyli będzie to odejmowanie (utrata) elektronów.

2. Umówmy się, że nie będziesz panikować !

Zawsze jeśli masz wątpliwości, to umówmy się, że nie wolno Ci panikować! Umówmy się nawet, że zawsze kiedy będziesz chciał sobie to wszystko przypomnieć, to weźmiesz atom sodu, napiszesz go w brudnopisie i dodasz oraz odejmiesz elektrony. Oto co uzyskasz :

Jak radzić sobie na sprawdzianach, maturach? Zawsze masz prawo coś zapomnieć, nigdy nie możesz za to panikować!

Uwaga – czas na typowy błąd ,,redoksowy”. Skoro coś się redukuje to jest reduktorem i odwrotnie (nie będę już nawet pisał, aby to Ci się przypadkiem nie zakodowało!).

To też na szczęście jest logiczne, byle tylko nie myśleć pochopnie! Zobacz, reakcja redoks zawsze składa się z redukcji oraz utlenienia.

Zatem jeśli coś się redukuje, to drugi reagent musi się utleniać. Można więc powiedzieć, że ten związek, który sam się zredukował, jednocześnie spowodował, że inny się utlenił, dlatego jest on utleniaczem!

Reduktor i utleniacz − definicja. Reakcja jest (jeszcze) niezbilansowana, bo na razie nas to nie interesuje.

Podsumujmy w postaci tabeli :

Utlenianie Utlenianie to odejmowanie (utrata) elektronów.
Al 3e ⟶ Al3+
Podczas utlenienia stopień utl. się zwiększa!
RedukcjaRedukcja to przyjmowanie elektronów.
Cu2+ + 2e ⟶ Cu
Podczas redukcji stopień utl. się zmniejsza!
UtleniaczUtleniacz powoduje, że drugi reagent się utlenia,
zatem sam się redukuje.
ReduktorReduktor powoduje, że drugi reagent się redukuje,
zatem sam się utlenia.
Porównanie podstawowych pojęć spotykanych w reakcjach redoks

3. Zadania − wskaż reduktor i utleniacz

Oczywiście trzeba to poćwiczyć. W poniższych reakcjach wskaż reduktor i utleniacz.

Ca + 2H2O ⟶ Ca(OH)2 + H2

Wapń się utlenił (ze stopnia zerowego do +II), więc jest to reduktor, natomiast woda jest utleniaczem (wodór uległ redukcji ze stopnia +I do 0).

HNO3  + Ba(OH)2  ⟶   Ba(NO3)2  + 2H2O

Podchwytliwy przykład, to nie jest reakcja redoks – żaden pierwiastek nie zmienił stopnia utlenienia.

SiCl4  +  2Zn  ⟶  Si  + 2ZnCl2

Cynk się utlenił (ze stopnia zerowego do +II), więc jest to reduktor, natomiast chlorek krzemu jest utleniaczem (krzem uległ redukcji ze stopnia +IV do 0).

2KMnO4  +  16HCl   ⟶   2MnCl2  +  2KCl  +  5Cl2  +  8H2O

Chlor się utlenił (ze stopnia -I do +0), więc jest rto reduktor, natomiast nadmanganian potasu jest utleniaczem (mangan uległ redukcji ze stopnia +VII do +II).

Ga  +  3H2O  +  NaOH   ⟶   Na[Ga(OH)4]  +  1,5H2

Gal się utlenił (ze stopnia 0 do +III), więc jest to reduktor, natomiast woda jest utleniaczem (wodór uległ redukcji ze stopnia +I do +0).

3CdS  +  2NO3  +  8H+   ⟶   3Cd2+  +  2NO  +  4H2O  +  3S

Siarka się utleniła (ze stopnia -II do +0), więc jest to reduktor, natomiast azot jest utleniaczem (azot uległ redukcji ze stopnia +V do +II).

2Fe2+  +  H2O2  +  2H+   ⟶   2Fe3+  +  2H2O

Żelazo się utleniło (ze stopnia +II do +III), więc jest to reduktor, natomiast woda utleniona jest utleniaczem (tlen uległ redukcji ze stopnia +I do -II).

Ag2Cr2O7  +  2Cl   ⟶   2AgCl ↓  +  Cr2O72-

I podchwytliwy przykład na zakończenie, to nie jest reakcja redoks – żaden pierwiastek nie zmienił stopnia utlenienia.

Leave a Reply

%d bloggers like this: