Дефиниција редокс процеса и интервенишућих агенаса

Цандела Роцио Барбисан | Јан. 2022
Хемијски инжењер

Сваки редокс процес укључује две класичне реакције: редукцију и оксидацију. У редукцији, једна врста је у стању да смањи своје оксидационо стање због чињенице да је у стању да прихвати електроне друге врсте. У оксидацији, врста је у стању да донира електроне и тако повећа своје оксидационо стање.

Погледајмо следећи пример да бисмо разјаснили проблем:

не_(с) → На+_(ац)+1е^-

Цл_{2 г)}+2е^- → 2Цл^-_(ац)

Ми посматрамо две реакције, прва је реакција оксидације, где натријум повећава своје оксидационо стање и постаје наелектрисана врста (катјон) након што изгуби електрон. Уместо тога, молекуларни хлор снижава своје оксидационо стање добијањем електрона. Свака од њих се назива полу-реакција или полу-реакција, пошто се потпуна реакција јавља када се обе догоде истовремено и била би следећа:

2На_(с)+Цл_{2 г)}+2е^- → 2На⁺_(ац)+2е^-+ 2Цл^-_(ац)

Оксидациони и редукциони агенси

Постоје два интервентна агенса која су фундаментална у редокс процесу: оксидант и редуктор. Врста која је редукована је способна да генерише оксидацију друге врсте, стога се назива оксидационо средство. Док је врста која је оксидована способна да подстакне редукцију друге врсте, из тог разлога се назива редукционим агенсом.

Ако видимо горњи случај, натријум је повећао своје оксидационо стање са 0 на +1, па је оксидовао, онда је На редукционо средство. У случају Цл₂, редуковано добијањем електрона, прешао је из оксидационог стања 0 у -1, па је оксидационо средство.

Ове реакције се индустријски експлоатишу у електрохемијским ћелијама. У њима се уписује а електрична струја који омогућава проток електрона кроз коло и стога може доћи до редокс реакције. Ако је редокс реакција која се јавља спонтана, онда то ћелија није ништа друго до гомила какве познајемо из наших домова. Сада, ако се редокс процес деси у ћелији, спонтани, то јест, струја се користи да формира у одређеном правцу реакција ћелијске јединице је позната као електролитичка.

Ово нас чини мислити да је потребно свестрано разумети редокс процесе. За ово ћемо проучити како је његова спонтаност. Када се реакција одвија природно, без потребе да се формира одређена струја која је неопходна да би се десила, редокс процес је спонтан. Такав је случај са следећим процесом:

2Аг⁺_(ац)+ Цу_(с) → Цу⁺²_(ац)+ 2Аг_(с)

У овом случају, ако лист од метал чврсти бакар унутар а решење који садрже Аг+ јоне (катјоне сребра), по доласку у Баланс, примећује се да бакарни лим има беличасту превлаку, производ чврсте наслаге сребра на својој површини.

Посматрајући ово схватамо да је Аг⁺ (сребрни катјон) се редукује у чврсто сребро, стога је оксидационо средство. Док је чврсти бакар редукционо средство које оксидира до Цу+ врста које ће се наћи у раствору. Затим, током времена, присуство катјона сребра у раствору опада и концентрација Цу+2 катјона расте. Ово се дешава у том смислу пошто се догодио спонтани редокс процес.

Сада, ако на исти бакарни лим експеримент претходно га потопимо у раствор који садржи јоне цинка (уместо јона сребра) нећемо приметити чврсте наслаге на бакарном листу и концентрације Цу јона⁺² у раствору и Зн⁺² у раствору не варирају. То је зато што је одређена струја која циркулише кроз електрохемијску ћелију потребна да би се реакција одвијала у том правцу.

Дакле, сумирајући горе наведене случајеве, реакција између Цу и Аг⁺ може да се изведе у ћелији, док реакција између Цу и Зн⁺² да би се произвео чврст Зн, требало би да се изведе у електролитичкој ћелији.