Agent de reducere: ceea ce este, cele mai puternice exemple

Un agent reducător este o substanță care îndeplinește funcția de reducere a unui agent oxidant într-o reacție de reducere a oxidului. Agenții reducători sunt donatori de electroni prin natura lor, în mod tipic substanțe care se află la nivelurile lor cele mai scăzute de oxidare și cu o cantitate mare de electroni.

Există o reacție chimică în care stările de oxidare ale atomilor variază. Aceste reacții implică un proces de reducere și un proces de oxidare complementară. În aceste reacții, unul sau mai mulți electroni ai unei molecule, atomi sau ioni sunt transferați la o altă moleculă, atom sau ion. Aceasta implică producerea unei reacții de reducere a oxidului.

În timpul procesului de reducere a oxidului, acel element sau compus care își pierde (sau dăruiește) electronul (sau electronii) este numit agent de reducere, contrastând cu agentul de oxidare care este receptorul de electroni. Se spune apoi că agenții reducători reduc agentul de oxidare și că agentul de oxidare oxidează agentul reducător.

Cei mai buni sau mai puternici agenți reducători sunt cei care au o rază atomică mai mare; adică, au o distanță mai mare de nucleul lor față de electronii care îl înconjoară.

Agenții reducători sunt de obicei metale sau ioni negativi. Agenții reducători obișnuiți includ acidul ascorbic, sulful, hidrogenul, fierul, litiul, magneziul, manganul, potasiul, sodiul, vitamina C, zincul și chiar extractul de morcov.

Care sunt agenții reducători?

Așa cum s-a menționat deja, agenții reducători sunt responsabili de reducerea unui agent de oxidare atunci când are loc o reacție de reducere a oxidării.

O reacție simplă și tipică a reacției de oxidare-reducere este aceea a respirației celulare aerobe:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 60 ₂ (g) → 6C02 (g) + 6H20 (l)

În acest caz, în cazul în care glucoza (C6H12O6) reacționează cu oxigenul (O2), glucoza acționează ca agent reducător pentru a elibera electronii la oxigen - adică este oxidat - și oxigenul este Ea devine un agent de oxidare.

În chimia organică cei mai buni agenți reducători sunt acei reactivi care furnizează hidrogen (H2) la reacție. În acest domeniu de chimie, reacția de reducere se referă la adăugarea de hidrogen la o moleculă, deși se aplică și definiția de mai sus (reacțiile de reducere a oxidului).

Factorii care determină rezistența unui agent reducător

Pentru ca o substanță să fie considerată "puternică", este de așteptat ca ei să fie molecule, atomi sau ioni care se detașează mai ușor sau mai ușor de electronii lor.

Pentru aceasta, există un număr de factori care trebuie luați în considerare pentru a recunoaște forța pe care o poate avea un agent de reducere: electronegativitatea, raza atomică, energia ionizării și potențialul de reducere.

electronegativitate

Electronegativitatea este proprietatea care descrie tendința unui atom de a atrage o pereche de electroni legate de sine. Cu cât electronegativitatea este mai mare, cu atât este mai mare forța de atracție pe care atomul o exercită asupra electronilor care o înconjoară.

În tabelul periodic, electronegativitatea crește de la stânga la dreapta, astfel că metalele alcaline sunt elementele cele mai puțin electronegative.

Radioul atomic

Este proprietatea care măsoară cantitatea de atomi. Se referă la distanța tipică sau medie de la centrul unui nucleu atomic până la marginea norului electronic care îl înconjoară.

Această proprietate nu este precisă - și, în plus, mai multe forțe electromagnetice sunt implicate în definirea sa - dar se știe că această valoare scade de la stânga la dreapta în tabelul periodic și crește de sus în jos. Acesta este motivul pentru care metalele alcaline, în special cesiul, sunt considerate a avea o rază atomică mai mare.

Energia ionizată

Această proprietate este definită ca energia necesară pentru a îndepărta cel mai puțin legat electron de la un atom (electronul de valență) pentru a forma un cation.

Se spune că, cu cât electronii sunt mai apropiați de nucleul atomului înconjurător, cu atât este mai mare energia de ionizare a atomului.

Energia de ionizare crește de la stânga la dreapta și de jos în sus în tabelul periodic. Din nou, metalele (în special alcalii) au o energie de ionizare mai scăzută.

Potențialul de reducere

Este măsura tendinței unei specii chimice de a obține electroni și, prin urmare, să fie redusă. Fiecare specie are un potențial de reducere intrinsecă: cu cât este mai mare potențialul, cu atât afinitatea este mai mare cu electronii și capacitatea lor de a fi redusă.

Agenții reducători sunt acele substanțe cu potențial redus de reducere, datorită afinității lor scăzute la electroni.

Cele mai puternice agenți reducători

Cu factorii descrisi mai sus se poate concluziona că pentru a găsi un agent de reducere "puternic" este de dorit un atom sau moleculă cu electronegativitate scăzută, o rază atomică ridicată și o energie de ionizare scăzută.

După cum sa menționat deja, metalele alcaline au aceste caracteristici și sunt considerate cele mai puternice agenți reducători.

Pe de altă parte, litiul (Li) este considerat cel mai puternic agent reducător deoarece are cel mai scăzut potențial de reducere, în timp ce molecula LiAlH ₄ este considerată ca fiind cel mai puternic agent reducător din toate, deoarece conține această și alte caracteristici dorite.

Exemple de reacții cu agenți reducători

Există multe cazuri de reducere a ruginirii în viața de zi cu zi. Iată câteva dintre cele mai reprezentative:

Exemplul 1

Reacția de combustie a octanului (componenta principală a benzinei):

2C8H18 (1) + 25O2 - 16C02 (g) + 18H20 (g)

Se poate observa modul în care octanul (agentul reducător) dă electronii oxigenului (agent de oxidare), formând dioxid de carbon și apă în cantități mari.