Vad är ett reducerande agent?

Ett reducerande medel är en term i kemi som hänvisar till en atom som donerar elektroner i en oxidationsreduktionsreaktion. Atomen som får dessa elektroner sägs minskas. Den reducerade atomen kallas oxidationsmedel; Det tar elektroner från den oxiderade atomen, som är ett annat namn för reducerande medel.

Om en elektron lämnar en atom måste den gå någon annanstans, så processerna för oxidation och reduktion går hand i hand. Tillsammans bildar de en klass av reaktioner som kallas oxidationsreduktionsreaktioner, även kända som redoxreaktioner. Dessa reaktioner genererar ett flöde av elektroner, så de har elektrisk potential.

forskare kan utnyttja potentialen för oxidationsminskningsreaktioner för att skapa elektricitet. Detta är konceptet bakom potatisbatteriet, ett vanligt vetenskapligt experiment. Experimenteraren sätter en zinkledare och en koppar ledning in i potatisen. De fria flytande jonerna i potatisen underlättar elektronflödet mellan de två ledningarna genom att förhindra en uppbyggnad avPositiv laddning runt ledningarna som skulle stoppa reaktionen. Elektroner flyter från ledningen som fungerar som ett reducerande medel till ledningen som fungerar som ett oxidationsmedel; Under processen kommer atomer från den reducerande blyet in i lösningen av potatisen, medan joner som omger den oxiderande bly omvandlas till metall på ytan av den ursprungliga blyet.

Om en atom är ett oxidationsmedel i en reaktion, skulle det vara ett reducerande medel om reaktionen vändes. Huruvida en atom fungerar som ett oxidationsmedel eller ett reducerande medel beror på riktningen i vilken reaktionen är spontan. Reaktioner förekommer spontant om deras produkter är relativt mer stabila än deras reagens. Forskare kan förutsäga spontaniteten i oxidationsminskningsreaktioner baserat på deras elektriska potential.

För att utvärdera en potentiell oxidationsreduktionsreaktion, bryter forskarna först reaktionen i halva reaktionens, som representerar förlusten av elektroner eller reduktion. När det gäller potatisen kan zink och koppar båda bilda joner med en laddning av positiva 2. Således är halvreaktionerna Zn ⁺² + 2e ^--> Zn och Cu ⁺² + 2e ^--> Cu.

Nästa steg är att hitta riktningen för elektronflödet. Experimenteraren gör detta med hjälp av en tabell med standardreduktionspotentialer, vilket ger en potential för varje halvreaktion. Om riktningen för halvreaktionen vänds har dess potential samma storlek, men dess tecken förändras. Potentialen för halva reaktionen av zink är -0,76 volt, medan koppar är 0,34 volt.

Detta innebär att zink är ett starkare reducerande medel än koppar, så i denna reaktion fungerar zink som det reducerande medlet. Den totala reaktionen i potatisbatteriet är Zn + Cu ⁺² -> Zn ⁺² + Cu, som genererar 1,10 volt el i tråden som ansluter ledningarna. Om zinkledningen ersattes med en silverledare,Men då skulle koppar vara det reducerande medlet, eftersom halvreaktionen av silver, Ag ⁺ + e ^-, har en standardreduktionspotential på 0,80 volt. Batteriet skulle generera 0,46 volt.