Редукујући агенс
Редукујући агенс (редуктанс, редуцер) је елемент или једињење у редукционо-оксидационој (редокс) реакцији које предаје електрон другом реактанту.[1] Пошто редуцер губи електрон каже се да се он „оксидује“, стога је неопходно присуство „оксиданса“ (оксидујућег ангенса). Ако је једна хемикалија донор електрона (редуктанс), друга мора да буде прималац електрона (оксиданс). Редуктанси се „оксидују“, а оксиданси се „редукују“. На пример:
- 2 [Fe(CN)
6]4−
+ Cl
2 → 2 [Fe(CN)
6]3−
+ 2 Cl−
Редукујући агенс у овој реакцији је фероцијанид ([Fe(CN)
6]4−
). Он донира електрон, оксидујући се до ферицијанида ([Fe(CN)
6]3−
), симултано оксиданс хлор се редукује до хлорида.
У органској хемији, редукција се специфично односи на адицију водоника у молекул, мада је горе наведена дефиниција такође применљива.[2][3] На пример, бензен се редукује до циклохексана у присуству платинског катализатора:
- C6H6 + 3 H2 → C6H12
У органској хемији, добри редукујући агенси су реагенси који производе H2.
Карактеристике редукујућих агенаса
[уреди | уреди извор]Јаки редукујући агенси лако губе (или донирају) електроне. Атоми са релативно великим атомским радијусом су обично добри редукујући агенси. Код њих је растојање од нуклеуса до валентних електрона довољно велико да ти електрони не буду снажно привучени. Добри редукујући агенси се састоје од атома са ниском електронегативношћу, способношћу атома или молекула да привлачи везујуће електроне. Хемијске групе са релативно малим енергијама јонизације су такође добри редукујући агенси. „Мера способности материјала да се оксидује или изгуби електроне је позната као његов оксидациони потенцијал“.[4] Следећа табела показује неколико редукционих потенцијала. Они се лако могу претворити у оксидационе потенцијале једноставном променом знака. Редукујући агенси се могу рангирати по јачини користећи њихове оксидационе потенцијале. Редукујући агенс је јачи када када има позитивнији оксидациони потенцијал, а слабији кад има негативан оксидациони потенцијал. Вредности редукционих потенцијала у следећој табели су мерене на 25 °C.
| Оксидујући агенс | Редукујући агенс | Редукциони потенцикал (V) |
|---|---|---|
| Li+ + e− = | Li | −3.04 |
| Na+ + e− = | Na | −2.71 |
| Mg2+ + 2e− = | Mg | −2.38 |
| Al3+ + 3e− = | Al | −1.66 |
| 2H2O(l) + 2e− = | H2(g) + 2OH − | −0.83 |
| Cr3+ + 3e− = | Cr | −0.74 |
| Fe2+ + 2e− = | Fe | −0.44 |
| 2H+ + e− = | H2 | 0.00 |
| Sn4+ + 2e− = | Sn2+ | +0.15 |
| Cu2+ + e− = | Cu+ | +0.16 |
| Ag+ + e− = | Ag | +0.80 |
| Br2 + 2e− = | 2Br− | +1.07 |
| Cl2 + 2e− = | 2Cl− | +1.36 |
| MnO4− + 8H+ + 5e− = | Mn2+ + 4H2O | +1.49 |
Међу Na, Cr, Cu и Cl−, Na је најјачи редукујући агенс, а Cl− је најслабији. Чести редукујући агенси су метали калијум, калцијум, баријум, натријум и магнезијум, као и једињења која садрже H− јон, као што су NaH, LiH,[5] LiAlH4 и CaH2.
Неки елементи и једињења могу да буду редукујући и оксидујући агенси. Водонични гас је редукујући агенс кад реагује са неметалима и оксидујући агенс кад реагује са металима.
- 2 Li(s) + H2(g) → 2 LiH(s)
Водоник делује као оксидујући агенс јер прима електрон који донира литијум, што узрокује оксидацију литијума.
Полуреакције: 2 Li(s)0 → 2 Li(s)+ + 2 e−::::: H20(g) + 2 e− → 2 H−(g)
- H2(g) + F2(g) → 2 HF(g)
Водоник делује као редукујући агенс јер донира своје електроне флуору, што омогућава флуору да се редукује.
Полуреакције: H20(g) → 2 H+(g) + 2 e−::::: F20(g) + 2 e− → 2 F−(g)
Референце
[уреди | уреди извор]- ^ Уллманн’с Енцyцлопедиа оф Индустриал Цхемистрy. Wеинхеим: Wилеy-ВЦХ. 2005.
- ^ Цлаyден, Јонатхан; Греевес, Ницк; Wаррен, Стуарт; Wотхерс, Петер (2001). Органиц Цхемистрy (I изд.). Оxфорд Университy Пресс. ИСБН 978-0-19-850346-0.
- ^ Смитх, Мицхаел Б.; Марцх, Јеррy (2007). Адванцед Органиц Цхемистрy: Реацтионс, Мецханисмс, анд Струцтуре (6тх изд.). Неw Yорк: Wилеy-Интерсциенце. ИСБН 0-471-72091-7.
- ^ Electrode Reduction and Oxidation Potential
- ^ Ауфраy M, Менуел С, Форт Y, Есцхбацх Ј, Роуxел D, Винцент Б (2009). „Неw Сyнтхесис оф Наносизед Ниобиум Оxидес анд Литхиум Ниобате Партицлес анд Тхеир Цхарацтеризатион бy XПС Аналyсис”. Јоурнал оф Наносциенце анд Нанотецхнологy. 9 (8): 4780—4789. дои:10.1166/јнн.2009.1087.
Литература
[уреди | уреди извор]- "Chemical Principles: The Quest for Insight", Third Edition. Peter Atkins and Loretta Jones p. F76
