Окисление срещу горене
Реакциите на редуциране на окисляването са основен тип химични реакции, които често срещаме в живота.
Окисление
Първоначално окислителните реакции са идентифицирани като реакции, в които участва кислороден газ. Там кислородът се комбинира с друга молекула, за да произведе оксид. При тази реакция кислородът се редуцира, а другото вещество се окислява. Следователно, основно реакцията на окисление е добавяне на кислород към друго вещество. Например, в следната реакция водородът претърпява окисление и следователно кислородният атом се добавя към водата, образуваща водород.
2H2 + O2 -> 2H2O
Друг начин да се опише окисляването е като загуба на водород. Има някои случаи, в които е трудно да се опише окисляването като добавяне на кислород. Например, в следната реакция кислородът е добавен както към въглерода, така и към водорода, но само въглеродът е претърпял окисление. В този случай окислението може да се опише, като се каже, че е загуба на водород. Тъй като водородът се отделя от метана при производството на въглероден диоксид, въглеродът се окислява.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Друг алтернативен подход за описание на окислението е като загуба на електрони. Този подход може да се използва за обяснение на химични реакции, при които не можем да видим образуване на оксид или загуба на водород. Така че, дори когато няма кислород, можем да обясним окисляването с този подход. Например в следната реакция магнезият се превръща в магнезиеви йони. Тъй като магнезият е загубил два електрона, той е претърпял окисление и хлорният газ е окислителят.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–йени
Състоянието на окисление помага да се идентифицират атомите, които са претърпели окисление. Съгласно дефиницията на IUPAC, степента на окисление е „мярка за степента на окисление на атом в дадено вещество. Дефинира се като заряда, който може да се предположи, че има един атом. Степента на окисление е цяло число и може да бъде положителна, отрицателна или нула. Степента на окисление на атома е подложена на промяна при химическа реакция. Ако степента на окисление се увеличава, тогава се казва, че атомът е окислен. Както в горната реакция, магнезият има нулева степен на окисление, а магнезиевият йон има +2 степен на окисление. Тъй като степента на окисление се е увеличила, магнезият се е окислил.
Изгаряне
Изгарянето или нагряването е реакция, при която топлината се произвежда от екзотермична реакция. За да протече реакцията, трябва да има гориво и окислител. Веществата, подложени на горене, са известни като горива. Това могат да бъдат въглеводороди като бензин, дизел, метан или водороден газ и т.н. Обикновено окислителят е кислород, но може да има и други окислители като флуор. При реакцията горивото се окислява от окислителя. Следователно това е реакция на окисление. Когато се използват въглеводородни горива, продуктите след пълно изгаряне обикновено са въглероден диоксид и вода. Въпреки това, ако изгарянето не се случи напълно, въглеродният оксид и други частици могат да бъдат изпуснати в атмосферата и това може да причини много замърсяване.
Каква е разликата между окисляване и горене?
• Изгарянето е окислителна реакция.
• За горенето обичайният окислител е кислородът, но за протичането на реакция на окисление, кислородът не е от съществено значение.
• При горене продуктите са предимно вода и въглероден диоксид, но при окисление продуктът може да варира в зависимост от изходния материал. Винаги обаче те ще имат по-висока степен на окисление от реагентите.
• При реакциите на горене се произвеждат топлина и светлина и от енергията може да се извърши работа. Но за окислителните реакции това не винаги е вярно.
