Օքսիդացում ընդդեմ այրման
Օքսիդացման նվազեցման ռեակցիաները քիմիական ռեակցիաների հիմնական տեսակն են, որոնց մենք սովորաբար հանդիպում ենք կյանքում:
Օքսիդացում
Ի սկզբանե օքսիդացման ռեակցիաները ճանաչվել են որպես ռեակցիաներ, որոնցում մասնակցում է թթվածնային գազը: Այնտեղ թթվածինը միանում է մեկ այլ մոլեկուլի՝ առաջացնելով օքսիդ։ Այս ռեակցիայի ժամանակ թթվածինը ենթարկվում է վերականգնման, իսկ մյուս նյութը՝ օքսիդացման։ Հետևաբար, հիմնականում օքսիդացման ռեակցիան թթվածին ավելացնելն է մեկ այլ նյութի: Օրինակ՝ հետևյալ ռեակցիայի ժամանակ ջրածինը ենթարկվում է օքսիդացման և, հետևաբար, թթվածնի ատոմը ավելանում է ջրածին ձևավորող ջրին։
2H2 + O2 -> 2H2O
Օքսիդացումը նկարագրելու մեկ այլ եղանակ ջրածնի կորուստն է: Կան դեպքեր, երբ դժվար է նկարագրել օքսիդացումը որպես թթվածնի ավելացում: Օրինակ՝ հետևյալ ռեակցիայում թթվածինը ավելացել է և՛ ածխածնին, և՛ ջրածնին, բայց միայն ածխածինը ենթարկվել է օքսիդացման։ Այս դեպքում օքսիդացումը կարելի է նկարագրել՝ ասելով, որ դա ջրածնի կորուստ է: Քանի որ ջրածինները մեթանից հեռացվել են ածխածնի երկօքսիդ արտադրելիս, այնտեղ ածխածինը օքսիդացել է:
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Օքսիդացումը նկարագրելու մեկ այլ այլընտրանքային մոտեցում է էլեկտրոնների կորուստը: Այս մոտեցումը կարող է օգտագործվել քիմիական ռեակցիաները բացատրելու համար, որտեղ մենք չենք կարող տեսնել օքսիդի ձևավորում կամ ջրածնի կորուստ: Այսպիսով, նույնիսկ երբ թթվածին չկա, մենք կարող ենք բացատրել օքսիդացումը՝ օգտագործելով այս մոտեցումը: Օրինակ՝ հետևյալ ռեակցիայում մագնեզիումը վերածվել է մագնեզիումի իոնների։Քանի որ մագնեզիումը կորցրել է երկու էլեկտրոն, այն ենթարկվել է օքսիդացման, իսկ քլոր գազը օքսիդացնող նյութ է։
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Օքսիդացման վիճակն օգնում է բացահայտել այն ատոմները, որոնք ենթարկվել են օքսիդացման: Համաձայն IUPAC-ի սահմանման՝ օքսիդացման վիճակը «նյութի մեջ ատոմի օքսիդացման աստիճանի չափումն է։ Այն սահմանվում է որպես ատոմի լիցք, որը կարելի է պատկերացնել»: Օքսիդացման վիճակը ամբողջ թիվ է, և այն կարող է լինել կամ դրական, բացասական կամ զրո: Քիմիական ռեակցիայի ժամանակ ատոմի օքսիդացման վիճակը ենթարկվում է փոփոխության: Եթե օքսիդացման աստիճանը մեծանում է, ապա ասում են, որ ատոմը օքսիդացված է: Ինչպես վերը նշված ռեակցիայի դեպքում, մագնեզիումն ունի զրոյական օքսիդացման աստիճան, իսկ մագնեզիումի իոնը՝ +2 օքսիդացման վիճակ։ Քանի որ օքսիդացման թիվը մեծացել է, մագնեզիումը օքսիդացել է։
Այրում
Այրումը կամ տաքացումը ռեակցիա է, որտեղ ջերմությունն առաջանում է էկզոտերմիկ ռեակցիայի արդյունքում:Որպեսզի ռեակցիան տեղի ունենա, այնտեղ պետք է լինի վառելիք և օքսիդանտ: Այրման ենթարկվող նյութերը հայտնի են որպես վառելիք: Սրանք կարող են լինել ածխաջրածիններ, ինչպիսիք են բենզինը, դիզելը, մեթանը կամ ջրածինը և այլն: Սովորաբար օքսիդացնող նյութը թթվածինն է, բայց կարող են լինել նաև այլ օքսիդիչներ, ինչպիսիք են ֆտորը: Ռեակցիայի ժամանակ վառելիքը օքսիդանում է օքսիդանտով։ Հետեւաբար, սա օքսիդացման ռեակցիա է: Երբ օգտագործվում են ածխաջրածնային վառելիքներ, ամբողջական այրումից հետո արտադրանքը սովորաբար ածխաթթու գազ և ջուր է: Այնուամենայնիվ, եթե այրումը ամբողջությամբ տեղի չունենա, ածխածնի օքսիդը և այլ մասնիկներ կարող են արտանետվել մթնոլորտ, ինչը կարող է մեծ աղտոտում առաջացնել:
Ո՞րն է տարբերությունը օքսիդացման և այրման միջև:
• Այրումը օքսիդացման ռեակցիա է:
• Այրման համար սովորական օքսիդանտը թթվածինն է, սակայն օքսիդացման ռեակցիայի համար թթվածինը էական չէ:
• Այրման ժամանակ արտադրանքը հիմնականում ջուր և ածխածնի երկօքսիդ է, սակայն օքսիդացման դեպքում արտադրանքը կարող է տարբեր լինել՝ կախված սկզբնական նյութից: Այնուամենայնիվ, միշտ նրանք կունենան ավելի բարձր օքսիդացման վիճակ, քան ռեակտիվները:
• Այրման ռեակցիաներում առաջանում են ջերմություն և լույս, և աշխատանք կարող է կատարվել էներգիայից: Բայց օքսիդացման ռեակցիաների դեպքում դա միշտ չէ, որ ճիշտ է։
