Redoks reakcija: Razlika med redakcijama

Izbrisana vsebina Dodana vsebina
Yoda (pogovor | prispevki)
Octopus (pogovor | prispevki)
Industrijski procesi, biologija, urejanje enačb
Vrstica 70:
 
===Druge reakcije===
[[Slika:RustChain.JPG|thumb|250px|Rjavenje železa.]]
* Oksidacija železa(II) v železo(III) v prisotnosti kislin:
 
Vrstica 92 ⟶ 93:
* Zgorevanje [[ogljikovodik]]ov v pečeh ali motorjih z notranjim zgorevanjem. Pri popolnem zgorevanju nastajajo ogljikov dioksid (CO<sub>2</sub>), voda (H<sub>2</sub>O) in toplota. Pri delnem zgorevanju nastaja ogljikov monoksid (CO) ali celo saje (ogljik, C).
* V organski kemiji je znana postopna oksidacija [[alkan]]ov, v kateri nastanejo zaporedoma [[alkohol]]i, [[aldehid]]i ali [[keton]]i, [[karboksilna kislina|karboksilne kisline]] in [[peroksid]]i in nazadnje ogljikov dioksid in voda.
 
==Redoks reakcije v industriji==
Najpomembnejši reduktivni procesi so proizvodnja kovin iz oksidnih rud, s katerimi se ukvarja [[metalurgija]]. Oksidativna procesa sta, na primer, proizvodnja [[žveplova kislina|žveplove kisline]] in oksidacija [[amonijak]]a v proizvodnji [[dušikova kislina|dušikove kisline]]. Redoks procesi so tudi vsi galvanski procesi, na primer [[elektroliza]] [[aluminij]]a, raztopine in taline NaCl ter elektrolitsko bakrenje, kromiranje, nikljanje in zlatenje itd.
 
==Redoks reakcije v biologiji==
Redoks reakcije so pomemben del večine bioloških procesov. Eden od njih je [[celično dihanje]], v katerem poteka oksidacija [[glukoza|glukoze]] (C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>) v ogljikov dioksid in redukcija kisika v vodo. Skupna reakcija celičnega dihanja je
 
:<math>\mathrm{C_6H_{12}O_6} + \mathrm{6O_2} \longrightarrow \mathrm{6CO_2} + \mathrm{6H_2O}</math>
 
Proces celičnega dihanja je zelo odvisen od še enega redoks procesa: redukcije [[koencim]]a NAD<sup>+</sup> (dinukleotid nikotinamin adenin) v NADH in povratne reakcije – oksidacije NADH v NAD+.
Reakcija, ki je podobna celičnemu dihanju, samo da teče v nasprotno smer, je [[fotosinteza]]:
 
:<math>\mathrm{6CO_2} + \mathrm{6H_2O} + \mathrm{svetloba} \longrightarrow \mathrm{C_6H_{12}O_6} + \mathrm{6O_2}</math>
 
Biološka energija se pogosto shranjuje in sprošča preko redoks reakcij. V fotosintezi pride do redukcije ogljikovega dioksida v enostavne [[sladkor]]je (monosaharide) in oksidacije vode v molekularni kisik. Obratna reakcija je dihanje, v katerem se sladkorji oksidirajo v ogljikov dioksid in vodo.
 
==Urejanje enačb redoks reakcij==
[[Kemijska enačba|Kemijske enačbe]] redoks reakcij se urejajo tako kot druge kemijske enačbe, samo da se mora na obeh straneh enačbe poleg števila atomov vseh elementov ujemati tudi število oddanih in prejetih elektronov. Enačbe se lahko urejajo na več načinov. Eden od njih je prikazan na naslednji redoks reakciji:
 
:<math>\mathrm{KMnO_4} + \mathrm{HCl} \longrightarrow \mathrm{KCl} + \mathrm{MnCl_2} + \mathrm{Cl_2} + \mathrm{H_2O} </math>
 
V enačbi so pravilno zapisani reaktanti in produkti, vendar enačba ni urejena. Prvi korak urejanja je ugotavljanje [[oksidacijsko stanje|oksidacijskih stanj]] posameznih elementov na levi in desni strani enačbe. Iz primerjave oksidacijskih stanj je razvidno, da sta svoji oksidacijski stanji spremenila Mn in del Cl, drugi del Cl pa je ostal nespremenjen in se je porabil za tvorbo KCl in MnCl<sub>2</sub>. Spremembe napišemo z naslednjima polovičnima enačbama:
 
:<math>\mathrm{2Cl}^{-} - \mathrm{2e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Cl_2}^{0}</math> (oddajanje elektronov, torej oksidacija)
:<math>\mathrm{Mn}^{7+} + \mathrm{5e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Mn}^{2+}</math> (sprejemanje elektronov, torej redukcija)
 
Ker mora biti število oddanih in prejetih elektronov v obeh polovičnih enačbah enako, je treba zgornjo enačbo pomnožiti s 5, spodnjo pa z 2 (najmanjši skupni večkratnik):
 
:<math>\mathrm{10Cl}^{-} - \mathrm{10e}^{-} \longrightarrow \mathrm{5Cl_2}^{0}</math>
:<math>\mathrm{2Mn}^{7+} + \mathrm{10e}^{-} \longrightarrow \mathrm{2Mn}^{2+}</math>
 
Ko se dobljeni koeficienti prenesejo v začetno enačbo, nastane nova enačba, ki je že skoraj urejena:
 
:<math>\mathrm{2KMnO_4} + \mathrm{10HCl} \longrightarrow \mathrm{2KCl} + \mathrm{2MnCl_2} + \mathrm{5Cl_2} + \mathrm{H_2O} </math>
 
Na desni strani enačbe je zdaj 16 atomov Cl, zato je treba število HCl na levi povečati z 10 na 16, iz tega pa nastane 8 molekul H<sub>2</sub>O:
 
:<math>\mathrm{2KMnO_4} + \mathrm{16HCl} \longrightarrow \mathrm{2KCl} + \mathrm{2MnCl_2} + \mathrm{5Cl_2} + \mathrm{8H_2O} </math>
 
Enačba je zdaj urejena.
 
==Viri in opombe==
{{seznam referenc}}
* Schüring, J., Schulz, H. D., Fischer, W. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H. (editors)(1999). Redox: Fundamentals, Processes and Applications, Springer-Verlag, Heidelberg, 246 pp. ISBN 978-3540665281 [http://hdl.handle.net/10013/epic.31694.d001 (pdf 3,6 MB)]
 
==Glej tudi==
* [[Kemijska enačba]]
* [[Oksidacijsko stanje]]
 
[[Kategorija:Kemijske reakcije]]