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;Pobiera 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 się ładunku dodatnim wokół potencjalnych klientów, które powstrzymałyby 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 środek 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 pół reakcji, które reprezentują utratę elektronów lub redukcję.W przypadku ziemniaka cynk i miedź mogą tworzyć jony z ładunkiem dodatniego 2. Zatem pół reakcji to Zn ^{+ 2} + 2e ^-- zn i 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, podczas gdy 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 akumulatorze ziemniaka wynosi Zn + Cu ^{+ 2} - Zn ^{+ 2} + Cu, który generuje 1,10 woltów energii elektrycznej w drucie łączącymi przewody.Gdyby jednak przewód cynku został zastąpiony ołów srebra, wówczas miedź byłaby środkiem redukującym, ponieważ pół reakcji srebra, ag ⁺ + e ^-, ma standardowy potencjał redukcji 0,80 woltów.Bateria wygenerowałaby 0,46 woltów.