Co je redukční agent?

Redukční činidlo je termín v chemii, který se týká atomu, který daruje elektrony v oxidačně-redukční reakci. O atomu, který získává tyto elektrony, se říká, že je snížen. Snížený atom se nazývá oxidační činidlo; bere elektrony z oxidovaného atomu, což je další název redukčního činidla.

Pokud elektron opustí atom, musí jít někam jinam, takže procesy oxidace a redukce jdou ruku v ruce. Společně tvoří třídu reakcí, které se nazývají oxidačně-redukční reakce, známé také jako redoxní reakce. Tyto reakce generují tok elektronů, takže mají elektrický potenciál.

Vědci mohou využít potenciál oxidačních reakcí k vytvoření elektřiny. Toto je koncept za bramborovou baterií, běžný vědecký experiment. Experimentátor vloží do bramboru jeden olovnatý a jeden měděný olovo. Volně plovoucí ionty v bramboru usnadňují tok elektronů mezi dvěma elektrodami tím, že zabraňují hromadění kladného náboje kolem elektrod, které by zastavily reakci. Elektrody proudí z olova, které působí jako redukční činidlo, do olova, které působí jako oxidační činidlo; v tomto procesu atomy z redukčního olova vstupují do roztoku brambor, zatímco ionty obklopující oxidační olovo se převádějí na kov na povrchu původního olova.

Pokud je atom oxidačním činidlem v reakci, bylo by redukčním činidlem, pokud by byla reakce obrácena. Zda atom působí jako oxidační činidlo nebo redukční činidlo, závisí na směru, ve kterém je reakce spontánní. Reakce probíhají spontánně, pokud jsou jejich produkty relativně stabilnější než jejich činidla. Vědci mohou předvídat spontánnost oxidačně-redukčních reakcí na základě jejich elektrického potenciálu.

Vědci nejprve vyhodnotí potenciální oxidačně-redukční reakci na poloviční reakce, které představují ztrátu elektronů nebo redukci. V případě brambor, zinku a mědi mohou oba tvořit ionty s nábojem kladného 2. Takže poloviční reakce jsou Zn ⁺² + 2e ^- -> Zn a Cu ⁺² + 2e ^- -> Cu.

Dalším krokem je nalezení směru toku elektronů. Experimentátor to provádí pomocí tabulky standardních redukčních potenciálů, která dává potenciál pro každou poloviční reakci. Pokud je směr poloviční reakce obrácený, má jeho potenciál stejnou velikost, ale její znaménko se mění. Potenciál pro poloviční reakci zinku je -0,76 voltů, zatímco potenciál mědi je 0,34 voltů.

To znamená, že zinek je silnějším redukčním činidlem než měď, takže v této reakci zinek působí jako redukční činidlo. Celková reakce v bramborové baterii je Zn + Cu ⁺² -> Zn ⁺² + Cu, která generuje 1,10 voltů elektřiny v drátu spojujícím elektrody. Pokud by však bylo zinkové olovo nahrazeno stříbrným olovem, pak by měď byla redukčním činidlem, protože poloviční reakce stříbra, Ag ⁺ + e ^- , má standardní redukční potenciál 0,80 voltu. Baterie by generovala 0,46 V.