Окисление срещу изгаряне
Реакциите за намаляване на окисляването са основен тип химически реакции, с които често се сблъскваме в живота.
Окисление
Първоначално реакциите на окисление са идентифицирани като реакции, в които участва кислородният газ. Там кислородът се комбинира с друга молекула, образувайки оксид. При тази реакция кислородът претърпява редукция, а другото вещество се окислява. Следователно, по същество, реакцията на окисление е добавяне на кислород към друго вещество. Например, в следващата реакция водородът се окислява и следователно кислородният атом се добавя към водород, образуваща вода.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Друг начин за описване на окислението е загубата на водород. Има случаи, в които е трудно да се опише окисляването като добавяне на кислород. Например при следващата реакция кислородът се е добавил и към въглерода, и към водорода, но само въглеродът е претърпял окисление. В този случай окислението може да се опише, като се каже, че това е загубата на водород. Тъй като водородите се отделят от метана при производството на въглероден диоксид, въглеродът там е окислен.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Друг алтернативен подход за описване на окисляването е загубата на електрони. Този подход може да се използва за обяснение на химични реакции, при които не можем да видим образуване на оксид или загуба на водород. Така че, дори когато няма кислород, можем да обясним окислението, използвайки този подход. Например в следващата реакция магнезият се превръща в магнезиеви йони. Тъй като магнезият е загубил два електрона, той е претърпял окисление и хлорният газ е окислител.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Състоянието на окисление помага да се идентифицират атомите, претърпели окисление. Според дефиницията на IUPAC, степента на окисление е „мярка за степента на окисление на атома в дадено вещество. Определя се като заряда, за който може да се предполага, че има атом. Състоянието на окисление е цяло число и може да бъде положително, отрицателно или нулево. Състоянието на окисление на атома се подлага на промяна при химична реакция. Ако степента на окисление се увеличава, тогава атомът се казва, че е окислен. Както в горната реакция, магнезият има нула степен на окисление, а магнезиевият йон има +2 степен на окисление. Тъй като окислителното число се е увеличило, магнезият се е окислил.
Изгаряне
Изгарянето или нагряването е реакция, при която топлината се получава чрез екзотермична реакция. За да протече реакцията, трябва да има гориво и окислител. Веществата, подложени на изгаряне, са известни като горива. Това могат да бъдат въглеводороди като бензин, дизел, метан или водород и т.н. Обикновено окислителят е кислород, но може да има и други окислители като флуор. В реакцията горивото се окислява от окислителя. Следователно това е реакция на окисление. Когато се използват въглеводородни горива, продуктите след пълно изгаряне обикновено са въглероден диоксид и вода. Ако обаче изгарянето не се случи напълно, въглеродният окис и други частици могат да бъдат освободени в атмосферата и това може да причини много замърсяване.
Каква е разликата между окисление и горене?
• Изгарянето е реакция на окисляване.
• За горенето обичайният окислител е кислородът, но за протичането на окислителна реакция кислородът не е от съществено значение.
• При изгарянето продуктите са предимно вода и въглероден диоксид, но при окисляване продуктът може да варира в зависимост от изходния материал. Винаги обаче те ще имат по-високо ниво на окисление от реагентите.
• При реакциите на горене се произвежда топлина и светлина и може да се работи от енергията. Но за реакциите на окисляване това не винаги е вярно.
