Was ist ein Reduktionsmittel?
Ein Reduktionsmittel ist ein Begriff in der Chemie, der sich auf ein Atom bezieht, das Elektronen bei einer Oxidationsreduktionsreaktion spendet.Das Atom, das diese Elektronen gewinnt, soll reduziert werden.Das reduzierte Atom wird als Oxidationsmittel bezeichnet.Es entnimmt Elektronen aus dem oxidierten Atom, was ein anderer Name für das Reduktionsmittel ist.
Wenn ein Elektron ein Atom hinterlässt, muss es woanders hingehen, so dass die Oxidations- und Reduktionsverfahren Hand in Hand gehen.Zusammen bilden sie eine Klasse von Reaktionen, die als Oxidationsreduzierungsreaktionen bezeichnet werden und auch als Redoxreaktionen bezeichnet werden.Diese Reaktionen erzeugen einen Elektronenfluss, so dass sie elektrisches Potential haben.Dies ist das Konzept hinter der Kartoffelbatterie, ein gemeinsames Wissenschaftsexperiment.Der Experimentator bringt einen Zink -Blei und einen Kupfer -Blei in die Kartoffel.Die frei schwebenden Ionen in der Kartoffel erleichtern den Elektronenfluss zwischen den beiden Leitungen, indem sie eine Aufbau positiver Ladung um die Leitungen verhindern, die die Reaktion stoppen würden.Elektronen fließen aus der Blei, die als Reduktionsmittel bis zur Führung wirkt, die als Oxidationsmittel wirkt;Dabei treten Atome aus der reduzierenden Blei in die Lösung der Kartoffel ein, während Ionen, die die oxidierende Blei umgeben, in Metall auf der Oberfläche des ursprünglichen Bleis umgewandelt werden.
Wenn ein Atom in einer Reaktion ein Oxidationsmittel ist, wäre es ein Reduktionsmittel, wenn die Reaktion umgekehrt wäre.Ob ein Atom als Oxidationsmittel oder ein Reduktionsmittel wirkt, hängt von der Richtung ab, in der die Reaktion spontan ist.Reaktionen treten spontan auf, wenn ihre Produkte relativ stabiler sind als ihre Reagenzien.Wissenschaftler können die Spontaneität von Oxidationsreduktionsreaktionen aufgrund ihres elektrischen Potentials vorhersagen.
Um eine potenzielle Oxidationsreduktionsreaktion zu bewerten, brechen die Wissenschaftler zunächst die Reaktion in Halbreaktionen, die den Verlust von Elektronen oder Reduktion darstellen.Bei der Kartoffel können Zink und Kupfer beide Ionen mit einer Ladung von positiv 2 bilden. Somit sind die Halbreaktionen Zn
+ 2+ 2e -- Zn und Cu + 2 + 2e - - cu.
Der nächste Schritt besteht darin, die Richtung des Elektronenflusses zu finden.Der Experimentator unter Verwendung einer Tabelle mit Standard -Reduktionspotentialen, die für jede Hälfte Reaktion ein Potenzial ergibt.Wenn die Richtung der Halbreaktion umgekehrt ist, hat ihr Potential die gleiche Größe, ihre Vorzeichen ändert sich jedoch.Das Potenzial für die halbe Reaktion von Zink beträgt -0,76 Volt, während das von Kupfer 0,34 Volt beträgt. Dies bedeutet, dass Zink ein stärkeres Reduktionsmittel ist als Kupfer. In dieser Reaktion wirkt Zink als Reduktionsmittel.Die Gesamtreaktion in der Kartoffelbatterie beträgt Zn + Cu+ 2 - Zn + 2 + Cu, was 1,10 Volt Elektrizität im Draht erzeugt, der die Kabel verbindet.Wenn die Zink-Blei jedoch durch ein Silberblei ersetzt würde, wäre Kupfer das Reduktionsmittel, da die halbe Reaktion von Silber, Ag + + e -, ein Standardreduktionspotential von 0,80 Volt aufweist.Die Batterie würde 0,46 Volt erzeugen.