Oksidacija proti zgorevanju
Reakcije redukcije oksidacije so osnovna vrsta kemičnih reakcij, s katerimi se pogosto srečamo v življenju.
oksidacija
Prvotno so bile oksidacijske reakcije identificirane kot reakcije, v katerih sodeluje plin kisik. Tam se kisik združi z drugo molekulo, da nastane oksid. Pri tej reakciji se kisik reducira, druga snov pa oksidira. Zato je v bistvu reakcija oksidacije dodajanje kisika drugi snovi. Na primer, v naslednji reakciji je vodik podvržen oksidaciji in zato je atom kisika dodan vodi, ki tvori vodik.
2H2 + O2 -> 2H2O
Drug način za opis oksidacije je izguba vodika. V nekaterih primerih je težko opisati oksidacijo kot dodajanje kisika. Na primer, v naslednji reakciji se je kisik dodal tako ogljiku kot vodiku, vendar je bil samo ogljik podvržen oksidaciji. V tem primeru lahko oksidacijo opišemo tako, da gre za izgubo vodika. Ker so bili vodiki odstranjeni iz metana pri nastajanju ogljikovega dioksida, je bil ogljik tam oksidiran.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Drug alternativni pristop za opis oksidacije je izguba elektronov. Ta pristop je mogoče uporabiti za razlago kemijskih reakcij, kjer ne moremo videti tvorbe oksida ali izgube vodika. Torej, tudi ko ni kisika, lahko s tem pristopom razložimo oksidacijo. Na primer, v naslednji reakciji se je magnezij pretvoril v magnezijeve ione. Ker je magnezij izgubil dva elektrona, je bil podvržen oksidaciji in oksidant je plin klor.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Stanje oksidacije pomaga identificirati atome, ki so bili izpostavljeni oksidaciji. Po definiciji IUPAC je oksidacijsko stanje »mera stopnje oksidacije atoma v snovi. Opredeljen je kot naboj, ki bi ga lahko imel atom.« Oksidacijsko stanje je celo število in je lahko pozitivno, negativno ali nič. Oksidacijsko stanje atoma se med kemično reakcijo spremeni. Če stopnja oksidacije narašča, pravimo, da je atom oksidiran. Tako kot pri zgornji reakciji ima magnezij ničelno oksidacijsko stanje, magnezijev ion pa +2 oksidacijsko stanje. Ker se je oksidacijsko število povečalo, je magnezij oksidiral.
Izgorevanje
Zgorevanje ali segrevanje je reakcija, pri kateri nastane toplota z eksotermno reakcijo. Za potek reakcije morata biti tam gorivo in oksidant. Snovi, ki se zgorevajo, so znane kot goriva. To so lahko ogljikovodiki, kot so bencin, dizel, metan ali vodikov plin itd. Običajno je oksidant kisik, lahko pa so tudi drugi oksidanti, kot je fluor. Pri reakciji gorivo oksidira oksidant. Zato je to oksidacijska reakcija. Pri uporabi ogljikovodikovih goriv sta produkta po popolnem zgorevanju običajno ogljikov dioksid in voda. Če pa do gorenja ni prišlo v celoti, se lahko ogljikov monoksid in drugi delci sprostijo v ozračje, kar lahko povzroči veliko onesnaženja.
Kakšna je razlika med oksidacijo in zgorevanjem?
• Gorenje je oksidacijska reakcija.
• Za gorenje je običajni oksidant kisik, vendar za potek oksidacijske reakcije kisik ni bistven.
• Pri zgorevanju sta produkta predvsem voda in ogljikov dioksid, pri oksidaciji pa se produkt lahko razlikuje glede na izhodni material. Vendar bodo vedno imeli višje oksidacijsko stanje kot reaktanti.
• Pri reakcijah zgorevanja nastajata toplota in svetloba, iz energije pa je mogoče opraviti delo. Toda za oksidacijske reakcije to ne drži vedno.
