SREDSTVO ZA SMANJENJE: ŠTO JE, NAJJAČE, PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Reducens je tvar koja ima funkciju smanjivanja oksidacijsko sredstvo u reakciji oksid-redukcije. Redukcionari su prirodno donori elektrona, obično tvari koje su na najnižim razinama oksidacije i s velikom količinom elektrona.

Dolazi do kemijske reakcije u kojoj oksidacijska stanja atoma variraju. Te reakcije uključuju postupak redukcije i komplementarni postupak oksidacije. U tim reakcijama jedan ili više elektrona iz jedne molekule, atoma ili iona prenose se u drugu molekulu, atom ili ion. To uključuje proizvodnju reakcije redukcije oksida.

Tijekom procesa redukcije oksida, taj element ili spoj koji izgubi (ili donira) svoj elektron (ili elektrone) naziva se redukcijskim sredstvom, nasuprot onom oksidansu koji je receptor elektrona. Zatim se kaže da reducirajuća sredstva smanjuju oksidirajuće sredstvo, a oksidacijsko sredstvo oksidira reducirajuće sredstvo.

Najbolja ili najjača redukciona sredstva su ona s najvećim atomskim radijusom; to jest, imaju veću udaljenost od svog jezgra do elektrona koji ga okružuju.

Redukcija su obično metali ili negativni ioni. Uobičajena reducirajuća sredstva uključuju askorbinsku kiselinu, sumpor, vodik, željezo, litij, magnezij, mangan, kalij, natrij, vitamin C, cink, pa čak i ekstrakt mrkve.

Što su redukcijska sredstva?

Kao što je već spomenuto, redukcijska sredstva odgovorna su za smanjenje oksidacijskog sredstva kada se dogodi reakcija redukcije oksida.

Jednostavna i tipična reakcija redukcije oksida je reakcija aerobnog staničnog disanja:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (a) + 6o ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

U ovom slučaju, gdje su glukoza (C ₆ H ₁₂ O ₆), reagira s kisikom (O ₂) glukoza se ponaša kao redukcijskog sredstva, čime se dobije elektrona u kisika - to jest, on se oksidira - i kisik je postaje oksidirajuće sredstvo.

U organskoj kemiji, najbolje redukcijska sredstva su oni koji daju reagensi vodik (H ₂) na reakciju. U ovom polju kemije, reakcija redukcije odnosi se na dodavanje vodika u molekulu, mada se primjenjuje i gornja definicija (reakcije redukcije oksida).

Čimbenici koji određuju jačinu reducirajućeg agensa

Za tvar koja se smatra „jakom“ očekuje se da su to molekule, atomi ili ioni koji manje ili više lako propuštaju svoje elektrone.

Za to postoji niz čimbenika koje je potrebno uzeti u obzir kako bi se prepoznala sila koju reducirajuće sredstvo može imati: elektronegativnost, atomski radijus, ionizacijska energija i potencijal redukcije.

Elektronegativnost

Elektronegativnost je svojstvo koje opisuje tendenciju atoma da privlači par vezanih elektrona prema sebi. Što je veća elektronegativnost, to je veća privlačna sila koju atom djeluje na elektrone koji ga okružuju.

U periodičnoj tablici elektronegativnost raste s lijeva na desno, tako da su alkalijski metali najmanje elektronegativni elementi.

Atomski radio

To je svojstvo koje mjeri broj atoma. Odnosi se na tipičnu ili prosječnu udaljenost od središta atomskog jezgra do granice okolnog elektronskog oblaka.

Ovo svojstvo nije precizno - a pored toga, nekoliko elektromagnetskih sila je uključeno u njegovu definiciju - ali poznato je da se ta vrijednost smanjuje s lijeva na desno u periodičnoj tablici i povećava se od vrha do dna. Zbog toga se smatra da alkalni metali, posebno cezij, imaju veći atomski radijus.

Energija ionizacije

Ovo svojstvo je definirano kao energija potrebna za uklanjanje najmanje vezanog elektrona iz atoma (valentni elektron) kako bi nastao kation.

Kaže se da što su elektroni bliži jezgri atoma koji ga okružuju, to je veća energija ionizacije atoma.

Energija ionizacije povećava se s lijeva na desno i od dna prema vrhu u periodičnoj tablici. Opet, metali (posebno alkalni) imaju nižu energiju ionizacije.

Potencijal smanjenja

To je mjera sklonosti kemijske vrste da dobiva elektrone i, prema tome, da se smanji. Svaka vrsta ima svojstveni potencijal redukcije: što je veći potencijal, to je veći njegov afinitet prema elektronima i također njegova sposobnost da se smanji.

Redukciona sredstva su one tvari s najmanjim potencijalom redukcije, zbog njihovog malog afiniteta s elektronima.

Jača reducirajuća sredstva

Uz gore opisane faktore, može se zaključiti da je za pronalaženje "jakog" reducirajućeg agensa poželjan atom ili molekula niske elektronegativnosti, visokog atomskog radijusa i male ionizacijske energije.

Kao što je već spomenuto, alkalni metali imaju ta svojstva i smatraju se najjačim redukcijskim sredstvima.

S druge strane, litij (Li) smatra se najjačim redukcijskim agensom jer ima najmanji potencijal redukcije, dok se molekula LiAlH ₄ smatra najjačim redukcijskim sredstvom od svih, jer sadrži ovo i ostale željene karakteristike.

Primjeri reakcija s reducentima

U svakodnevnom je životu mnogo slučajeva smanjenja hrđe. U nastavku su prikazani neki od najreprezentativnijih:

Primjer 1

Reakcija izgaranja oktana (glavna komponenta benzina):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25O ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

Može se vidjeti kako oktan (redukcijsko sredstvo) dovodi elektrone kisiku (oksidirajuće sredstvo), tvoreći ugljični dioksid i vodu u velikim količinama.

Primjer 2

Hidroliza glukoze je još jedan koristan primjer uobičajenog smanjenja:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ H + + 2ATP 2NADH

U ovoj reakciji molekule NAD (elektronski receptor i oksidirajuće sredstvo u ovoj reakciji) uzimaju elektrone iz glukoze (reducirajuće sredstvo).

Primjer 3

Napokon, u reakciji željeznog oksida

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ (s) + 2Fe (l)

Redukcijsko sredstvo je aluminij, dok je oksidirajuće sredstvo željezo.

Reference

1. Wikipedia. (SF). Wikipedia. Preuzeto sa en.wikipedia.org
2. BBC. (SF). BBC.co.uk. Preuzeto s bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Kemija LibreTexts. Preuzeto s chem.libretexts.org
4. Istraživanje, B. (sf). Bodner Research Web. Preuzeto s chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Kemijska načela: potraga za uvidom.