Hva er et reduserende middel?

Et reduksjonsmiddel er et begrep i kjemi som refererer til et atom som donerer elektroner i en oksidasjonsreduksjonsreaksjon. Atomet som får disse elektronene sies å være redusert. Det reduserte atomet kalles oksidasjonsmiddel; Det tar elektroner fra det oksiderte atomet, som er et annet navn for det reduserende middelet.

Hvis et elektron forlater et atom, må det gå et annet sted, så prosessene for oksidasjon og reduksjon går hånd i hånd. Sammen danner de en klasse av reaksjoner som kalles oksidasjonsreduksjonsreaksjoner, også kjent som redoksreaksjoner. Disse reaksjonene genererer en strøm av elektroner, slik at de har elektrisk potensial.

Forskere kan utnytte potensialet for oksidasjonsreduksjonsreaksjoner for å skape elektrisitet. Dette er konseptet bak potetbatteriet, et vanlig vitenskapseksperiment. Eksperimenteren setter en sinkledelse og en kobberleder inn i poteten. De frittflytende ionene i poteten letter elektronstrømmen mellom de to lederne ved å forhindre en opphopning avPositiv ladning rundt lederne som ville stoppe reaksjonen. Elektroner strømmer fra ledningen som fungerer som et reduserende middel til ledningen som fungerer som et oksidasjonsmiddel; I prosessen blir atomer fra den reduserende blyen inn i løsningen av poteten, mens ioner som omgir oksiderende bly omdannes til metall på overflaten av den opprinnelige ledningen.

Hvis et atom er et oksidasjonsmiddel i en reaksjon, ville det være et reduserende middel hvis reaksjonen ble reversert. Hvorvidt et atom fungerer som et oksidasjonsmiddel eller et reduksjonsmiddel, avhenger av retningen reaksjonen er spontan. Reaksjoner oppstår spontant hvis produktene deres er relativt mer stabile enn reagensene deres. Forskere kan forutsi spontaniteten i oksidasjonsreduksjonsreaksjoner basert på deres elektriske potensial.

For å evaluere en potensiell oksidasjonsreduksjonsreaksjon, bryter forskere først reaksjonen i halv reaksjons, som representerer tap av elektroner, eller reduksjon. Når det gjelder potet, kan sink og kobber begge danne ioner med en lading av positiv 2.

Neste trinn er å finne retningen på elektronstrømmen. Eksperimenteren gjør dette ved hjelp av en tabell med standard reduksjonspotensialer, som gir et potensial for hver halvreaksjon. Hvis retningen på halvreaksjonen blir reversert, har potensialet samme størrelse, men skiltet endres. Potensialet for halvreaksjon av sink er -0,76 volt, mens kobberet er 0,34 volt.

Dette betyr at sink er et sterkere reduksjonsmiddel enn kobber, så i denne reaksjonen fungerer sink som det reduserende middelet. Den totale reaksjonen i potetbatteriet er Zn + Cu ^{+2 -> Zn +2 + Cu, som genererer 1,10 volt strøm i ledningen som kobler ledningene. Hvis sinkledningen ble erstattet med en sølvledning,Imidlertid ville kobber være det reduserende middelet, siden halvreaksjonen av sølv, Ag + + E -, har et standard reduksjonspotensial på 0,80 volt. Batteriet ville generere 0,46 volt.}