Co to jest agent redukujący?
Środek redukujący jest terminem w chemii, który odnosi się do atomu, który przekazuje elektrony w reakcji redukcji utleniania. Mówi się, że atom, który zyskuje te elektrony. Zmniejszony atom nazywa się środkiem utleniającym; Zabiera elektrony z utlenionego atomu, który jest inną nazwą dla środka redukującego.
Jeśli elektron pozostawia atom, musi iść gdzie indziej, więc procesy utleniania i redukcji idą w parze. Razem tworzą klasę reakcji zwanych reakcjami o redukcji utleniania, znane również jako reakcje redoks. Reakcje te generują przepływ elektronów, więc mają potencjał elektryczny.
Naukowcy mogą wykorzystać potencjał reakcji ograniczania utleniania w celu stworzenia energii elektrycznej. To jest koncepcja baterii ziemniaczanej, wspólnego eksperymentu naukowego. Eksperymentator wkłada jeden ołów cynku i jedną miedzianą ołowiu do ziemniaków. Jony swobodne w ziemniaka ułatwiają przepływ elektronów między dwoma przewodami, zapobiegając gromadzeniu sięPozytywny ładunek wokół potencjalnych klientów, który powstrzymałby reakcję. Elektrony wypływają z ołowiu, który działa jako środek redukujący do ołowiu, który działa jako środek utleniający; W tym procesie atomy z ograniczającego ołowiu wchodzą do roztworu ziemniaka, podczas gdy jony otaczające ołów utleniający są przekształcane w metal na powierzchni pierwotnego ołowiu.
Jeśli atom jest środkiem utleniającym w reakcji, byłby to czynnik redukujący, gdyby reakcja została odwrócona. To, czy atom działa jako środek utleniający, czy środek redukujący, zależy od kierunku, w którym reakcja jest spontaniczna. Reakcje występują spontanicznie, jeśli ich produkty są stosunkowo bardziej stabilne niż ich odczynniki. Naukowcy mogą przewidzieć spontaniczność reakcji ograniczania utleniania na podstawie ich potencjału elektrycznego.
Aby ocenić potencjalną reakcję ograniczania utleniania, naukowcy najpierw przełamują reakcję na połowę reakcjis, które reprezentują utratę elektronów lub redukcja. In the case of the potato, zinc and copper can both form ions with a charge of positive 2. Thus, the half reactions are Zn+2 + 2e- --> Zn and Cu+2 + 2e- --> Cu.
Następnym krokiem jest znalezienie kierunku przepływu elektronów. Eksperymentator robi to przy użyciu tabeli standardowych potencjałów redukcyjnych, co daje potencjał dla każdej połowy reakcji. Jeśli kierunek połowy reakcji zostanie odwrócony, jego potencjał ma tę samą wielkość, ale jego znak zmienia się. Potencjał połowy reakcji cynku wynosi -0,76 woltów, a potencjał miedzi wynosi 0,34 wolta.
Oznacza to, że cynk jest silniejszym środkiem redukującym niż miedź, więc w tej reakcji cynk działa jak czynnik redukujący. Ogólna reakcja w baterii ziemniaczanej to Zn + Cu +2 -> Zn +2 + Cu, który generuje 1,10 woltów elektryczności w drucie łącząc przewody. Jeśli ołów cynku został zastąpiony srebrnym przewodem,Jednak wówczas miedź byłaby czynnikiem redukującym, ponieważ połowa srebra, ag + + e -, ma standardowy potencjał redukcji 0,80 woltów. Bateria wygenerowałaby 0,46 woltów.