Redoxní reakce, elektrochemie
Přihlásit se
Redoxní reakce, elektrochemie (7/10) · 8:30

Oxidační a redukční činidla Jak od sebe poznáme oxidační a redukční činidlo v v redoxních reakcích?

Navazuje na Chemickou vazbu.
Ukážeme si, co se oxiduje a co se redukuje v redoxní reakci. Tady připravujeme chlorid sodný z kovového sodíku a plynného chloru. A předtím, než označíte, co se oxiduje a co redukuje, musíte přiřadit oxidační stupně. Začneme sodíkem. Tady sodík je v elementární formě, a tedy jeho atomy mají oxidační stupeň nula. Co se chloru týče, tak je taky v elementární formě, a tedy každý atom chloru má oxidační číslo nula. Přesuneme se doprava a tady je kationt sodíku s nábojem plus jedna, a pro jednoatomové ionty platí, že oxidační stupeň atomu je shodný s nábojem celého iontu. A protože náboj iontu je plus jedna, jeho oxidační stupeň je taky plus jedna. Zakroužkujeme tady oxidační stupeň, abychom ho odlišili od všeho ostatního tady na tabuli. A chloridový aniont má náboj minus jedna. Proto je oxidační stupeň chloru minus jedna. A teď se můžeme zamyslet, co se stane v téhle redoxní reakci. Sodík přešel z oxidačního stupně nula na oxidační stupeň plus jedna. Oxidační číslo se tedy zvýšilo. Z nuly na plus jedna je zvýšení oxidačního čísla, takže sodík je oxidován. Sodík je v téhle reakci oxidován. Teď se podíváme na chlor. Chlor přechází z oxidačního stupně nula na oxidační stupeň minus jedna. Oxidační číslo se snížilo, chlor je tedy redukován. Takže oba atomy chloru se tady redukují. Než teď zapíšeme, co se oxiduje a co redukuje, podíváme se na to ještě jednou, a tentokrát si ukážeme valenční elektrony. Přiřadíme oxidační stupně i takhle, protože to jde dvěma způsoby. Napíšeme tedy oxidační stupeň k sodíku. Když si elektrony znázorníte jako tečky, můžete vyjádřit oxidační stupeň tak, že od počtu valenčních elektronů, které má atom normálně, odečtete, kolik elektronů máte tady na obrázku. Sodík, protože je v první skupině, má normálně jeden valenční elektron, a přesně ten máme tady na obrázku. Každý sodík má tady svůj valenční elektron. A 1 minus 1 nám dává oxidační stupeň 0, což je totéž, co máme i tady nahoře. Sodík má tedy oxidační stupeň nula. Všimněte si, že tady mám nakreslené dva atomy sodíku, jako rozepsání procesu, co se děje v rovnici nahoře. Teď přiřadíme oxidační stupeň k oběma atomům v molekule chloru. Máme tady vazbu mezi dvěma atomy chloru, a víme, že tato vazba je tvořená dvěma elektrony. Když přiřazujete oxidační stupně tečkami, dáte elektrony tomu prvku, který má větší elektronegativitu. V tomhle případě jsou oba atomy stejného prvku, takže tady není žádný rozdíl. Tak dáme jeden elektron jednomu atomu a druhý elektron druhému atomu. Takže při psaní oxidačního stupně, chlor má normálně sedm valenčních elektronů, a tady na obrázku má tenhle atom chloru kolem sebe sedm elektronů. Takže 7 minus 7 nám dává oxidační stupeň 0. Což je samozřejmě totéž jako nahoře, kde jsme používali klasická pravidla. To samé platí pro tento atom chloru zde, oxidační číslo je rovno nule. Někdy pomáhá si představit elektrony. Přesuneme se k našim produktům. Máme dva chloridy sodné v reakci, takže dva i tady. Podívejme se, co se stalo s našimi elektrony. Tento elektron, fialově zakreslený, fialový elektron na sodíku se naváže na tento chlor zde. A tento elektron na dalším sodíku se naváže na další chlor, takže sodík ztratil svůj valenční elektron. Oba atomy sodíku ztratili valenční elektron a vytvořili kationt. A když počítáme oxidační číslo, uděláme to samé. Sodík má obvykle jen jeden valenční elektron, ale ten teď ztratil. Takže 1 minus 0 se rovná +1 v oxidačním stupni, což jsme už tady viděli. Když to uděláme pro chlor, chlor má obvykle sedm valenčních elektronů, získal fialový elektron. Takže teď má kolem sebe osm. Takže 7 minus 8 nám dá oxidační stupeň rovný minus jedna. Tak snad teď dává větší smysl proč se tyto oxidační stupně rovnají náboji na iontech. Když jsme teď vyzkoumali co přesně se děje s fialovými elektrony, napíšeme si pár reakcí a pak si konečně vysvětlíme, co je to oxidační činidlo a co redukční činidlo. Pojďme si nyní rozebrat tyto reakce z trošku jiného úhlu pohledu. Na levé straně máme dva atomy sodíku. Takže zde zapíšeme dva sodíky. A když se zamyslíme nad tím, co se děje, tyto dva sodíkové atomy se mění na dva sodíkové ionty na pravé straně. Nyní máme dva sodíkové ionty napravo. Tyto sodíkové atomy se změnily v ionty ztrátou elektronu, každý ztratil jeden. V součtu máme dva ztracené elektrony. Vyznačím je fialově. Dva elektrony jsou ztraceny, jedná se o polovinu reakce s oxidací. Poznáte, že je to oxidační polovina, protože ztráta elektronů je oxidace. Zapamatujte si lva "zeo". Ztráta Elektronů je Oxidace, tedy "zeo". (AJ: leo - Loss of Electrons is Oxidation) Toto je oxidační polovina reakce, nyní se zaměříme na redukční polovinu. Dvouatomová molekula chloru přijala dva fialové elektrony. Tyto fialové elektrony dáme tentokrát sem. Molekula chloru je přijala, a to změnilo atomy chloru v chloridové anionty. A nyní tu máme dva chloridové anionty, které jsou, přirozeně, na pravé straně rovnice s produkty. Takže máme tyto dva elektrony, přidané na straně reaktantů. Jedná se o zisk elektronů, tedy redukci, protože lev "zeo" rád žere. Zisk Elektronů je Redukce, "zer". (AJ: ger - Gain of Electrons is Reduction) A když dáme obě poloviční reakce dohromady, dostáváme se zpět k původní redoxní reakci, protože tyto dva elektrony se navzájem vykrátí. Jsou to vlastně ty samé elektrony, fialové elektrony, které ztratí sodík jsou ty stejné, které získá chlor. A když spojíme reaktanty nalevo, dostaneme 2Na a Cl₂, dva sodíky a molekulu chloru. Co se týče produktů, získáme 2NaCl, dvě molekuly chloridu sodného. Jedná se o naši původní redoxní reakci. Takže nyní rozpoznáme oxidační a redukční činidla. Myslím, že bylo nutné, abychom si ukázali, jak to vlastně s těmi elektrony je, protože pak se tomu mnohem lépe rozumí a chápeme i pojmy. V reakci se oxiduje sodík, a tím, že se oxiduje, dává dva elektrony pro redukci chloru. Takže můžeme říct, že sodík je činidlo pro redukci chloru, nebo jen redukční činidlo. Pojďme si to zapsat. Sodík, i když sám sebe oxiduje, je redukční činidlo. Umožňuje chloru se redukovat poskytnutím dvou elektronů. Chlor sám sebe redukuje a bere si dva elektrony od sodíku, to umožňuje sodíku se oxidovat. Chlor je činidlo pro oxidaci sodíku, nebo jen oxidační činidlo. Zaznačím to zde červeně. Chlor je oxidační činidlo. Toto je pro studenty někdy matoucí, protože sodík se oxiduje, ale je redukční činidlo. A chlor je redukován, ale je oxidační činidlo. Ale když se zamyslíte nad tím, co se stalo s těmi elektrony, jsou to stále jedny a ty samé elektrony. Elektrony ztracené sodíkem jsou ty samé získáné chlorem, to umožňuje sodíku být redukčním činidlem chloru a zároveň umožňuje chloru být oxidačním činidlem. Takže přiřaďte oxidační čísla, pak se zamyslete nad těmito definice, a budete schopní určit i oxidační a redukční činidla.
video