환원제 산화물 환원 반응에서 산화제를 환원하는 기능을 갖는 물질이다. 환원제는 본질적으로 전자 공여체로, 일반적으로 가장 낮은 산화 수준과 높은 양의 전자를 가진 물질입니다.
원자의 산화 상태가 다른 화학 반응이 있습니다. 이러한 반응에는 환원 과정과 보완적인 산화 과정이 포함됩니다. 이러한 반응에서 한 분자, 원자 또는 이온의 하나 이상의 전자가 다른 분자, 원자 또는 이온으로 전달됩니다. 이것은 산화물 환원 반응의 생성을 포함합니다.
산화물 환원 과정에서 전자 (또는 전자)를 잃는 (또는 공여하는) 원소 또는 화합물은 전자 수용체 인 산화제와 달리 환원제라고합니다. 그런 다음 환원제는 산화제를 환원시키고 산화제는 환원제를 산화 시킨다고합니다.
가장 좋은 또는 가장 강력한 환원제는 원자 반경이 가장 높은 것입니다. 즉, 그들은 핵에서 그것을 둘러싼 전자까지 더 먼 거리를 가지고 있습니다.
환원제는 일반적으로 금속 또는 음이온입니다. 일반적인 환원제는 아스코르브 산, 황, 수소, 철, 리튬, 마그네슘, 망간, 칼륨, 나트륨, 비타민 C, 아연, 심지어 당근 추출물을 포함합니다.
환원제는 무엇입니까?
이미 언급했듯이 환원제는 산화물 환원 반응이 발생할 때 산화제를 환원시키는 역할을합니다.
산화물 환원 반응의 단순하고 전형적인 반응은 호기성 세포 호흡의 반응입니다.
C 6 H 12 O 6 (초) + 6O 2 (g) → 6CO 2 (g) + 6H 2 O (l)
이 경우 포도당 (C 6 H 12 O 6 )이 산소 (O 2 ) 와 반응하는 경우 포도당은 환원제 역할을하여 전자를 산소에 공급합니다. 즉, 산화되고 있습니다. 산화제가됩니다.
유기 화학에서 가장 좋은 환원제 는 반응에 수소 (H 2 )를 제공하는 시약입니다 . 이 화학 분야에서 환원 반응은 위의 정의 (산화물 환원 반응)도 적용되지만 분자에 수소를 첨가하는 것을 말합니다.
환원제의 강도를 결정하는 요인
물질이 "강한"것으로 간주되기 위해서는 분자, 원자 또는 이온이 전자를 다소 쉽게 방출하는 것으로 예상됩니다.
이를 위해 환원제가 가질 수있는 힘을 인식하기 위해 고려해야 할 일련의 요소가 있습니다 : 전기 음성도, 원자 반경, 이온화 에너지 및 환원 전위.
전기 음성도
전기 음성도는 한 쌍의 결합 된 전자를 자기쪽으로 끌어 당기는 원자의 경향을 설명하는 속성입니다. 전기 음성도가 높을수록 원자가 주변의 전자에 가하는 인력이 커집니다.
주기율표에서 전기 음성도는 왼쪽에서 오른쪽으로 증가하므로 알칼리 금속은 전기 음성이 가장 적은 원소입니다.
원자 라디오
원자의 수를 측정하는 속성입니다. 그것은 원자핵의 중심에서 주변 전자 구름의 경계까지의 전형적인 또는 평균 거리를 나타냅니다.
이 속성은 정확하지 않으며 정의에 몇 가지 전자기력이 관련되어 있지만이 값은 주기율표에서 왼쪽에서 오른쪽으로 감소하고 위에서 아래로 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 이것이 알칼리 금속, 특히 세슘이 더 높은 원자 반경을 갖는 것으로 간주되는 이유입니다.
이온화 에너지
이 특성은 양이온을 형성하기 위해 원자 (가전 자)에서 최소 결합 전자를 제거하는 데 필요한 에너지로 정의됩니다.
전자가 둘러싸고있는 원자핵에 가까울수록 원자의 이온화 에너지가 높아진다고합니다.
이온화 에너지는 주기율표에서 왼쪽에서 오른쪽으로 그리고 아래에서 위로 증가합니다. 다시 말하지만 금속 (특히 알칼리성 금속)은 이온화 에너지가 낮습니다.
감소 잠재력
화학 종이 전자를 얻고 따라서 감소되는 경향의 척도입니다. 각 종은 본질적인 환원 잠재력을 가지고 있습니다. 잠재력이 높을수록 전자에 대한 친화력이 커지고 환원 능력도 커집니다.
환원제는 전자와의 친 화성이 낮기 때문에 환원 가능성이 가장 낮은 물질입니다.
더 강한 환원제
위에서 설명한 요소를 통해 "강력한"환원제를 찾기 위해서는 낮은 전기 음성도, 높은 원자 반경 및 낮은 이온화 에너지를 가진 원자 또는 분자가 필요하다는 결론을 내릴 수 있습니다.
이미 언급했듯이 알칼리 금속은 이러한 특성을 가지고 있으며 가장 강력한 환원제로 간주됩니다.
반면에 리튬 (Li)은 환원 잠재력이 가장 낮기 때문에 가장 강력한 환원제로 간주되는 반면, LiAlH 4 분자 는 이것과 다른 원하는 특성을 포함하기 때문에 가장 강력한 환원제로 간주됩니다.
환원제와의 반응 예
일상 생활에서 녹이 감소되는 경우가 많습니다. 가장 대표적인 사례는 다음과 같습니다.
예 1
옥탄 (가솔린의 주성분)의 연소 반응 :
2C 8 H 18 (l) 250 + 2 → 16CO 2 (g) + 18H 2 O (g)
옥탄 (환원제)이 어떻게 전자를 산소 (산화제)에 제공하여 이산화탄소와 물을 대량으로 생성하는지 알 수 있습니다.
예 2
포도당의 가수 분해는 일반적인 감소의 또 다른 유용한 예입니다.
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2P + 2NAD + → 2CH 3 COCO 2 H + 2ATP + 2NADH
이 반응에서 NAD 분자 (이 반응에서 전자 수용체 및 산화제)는 포도당 (환원제)에서 전자를 가져옵니다.
예제 3
마지막으로 산화철 반응에서
Fe 2 O 3 (s) + 2Al (s) → Al 2 O 3 (s) + 2Fe (l)
환원제는 알루미늄이고 산화제는 철입니다.
참고 문헌
- Wikipedia. (sf). Wikipedia. en.wikipedia.org에서 검색
- BBC. (sf). BBC.co.uk. bbc.co.uk에서 검색 함
- Pearson, D. (nd). 화학 LibreTexts. chem.libretexts.org에서 검색
- 연구, B. (sf). Bodner 연구 웹. chemed.chem.purdue.edu에서 검색 함
- 피터 앳킨스, LJ (2012). 화학적 원리 : 통찰력을위한 탐구.