Войти
Восстановитель (также называется восстановителем или восстановитель ) представляет собой элемент или соединение, которое теряет (или «отдает») электрон получателю электронов (окислитель ) в окислительно-восстановительном химическая реакция.
Таким образом, восстановитель окисляется, когда он теряет электроны в окислительно-восстановительной реакции. Восстановители «восстанавливают» (или «окисляются») окислителями. Окислители «окисляют» (то есть восстанавливаются) восстановители.
Исторически восстановление относилось к удалению кислорода из соединения, отсюда и название «восстановление». Современное понимание донорства электронов является обобщением этой идеи, признавая, что другие компоненты могут играть аналогичную химическую роль кислороду.
В состояниях до реакции восстановители имеют лишние электроны (то есть они сами по себе восстанавливаются), а окислители не имеют электронов (то есть они сами по себе окисляются). Восстановитель обычно находится в одной из своих более низких возможных степеней окисления и известен как донор электронов. Примеры восстановителей включают соединения земных металлов, муравьиной кислоты, щавелевой кислоты и сульфита.
Например, рассмотрим общую реакцию на аэробное клеточное дыхание :
кислород (O2) восстанавливается, поэтому он является окислителем. глюкоза (C6H12O6) окисляется, поэтому это восстанавливающий агент.
В органической химии восстановление обычно относится к добавлению водорода к молекуле, хотя вышеупомянутое определение все еще применяется. Например, бензол восстанавливается до циклогексана в присутствии платинового катализатора :
Рассмотрим следующую реакцию:
Восстанавливающим агентом в этой реакции является ферроцианид ([Fe (CN) 6 ]). Он отдает электрон, окисляясь до феррицианида ([Fe (CN) 6 ]). Одновременно окислитель хлор восстанавливается до хлорида.
Сильные восстановители легко теряют (или отдают) электроны. Атом с относительно большим атомным радиусом, как правило, является лучшим восстановителем. У таких разновидностей расстояние от ядра до валентных электронов настолько велико, что эти электроны не сильно притягиваются. Эти элементы обычно являются сильными восстановителями. Хорошие восстановители, как правило, состоят из атомов с низкой электроотрицательностью, способностью атома или молекулы притягивать связывающие электроны, а частицы с относительно малой энергией ионизации также служат хорошими восстановителями.. Мера материала для уменьшения или получения электронов известна как его восстановительный потенциал. В таблице ниже показаны несколько потенциалов восстановления (которые можно изменить на потенциалы окисления, поменяв знак местами). Восстановители можно ранжировать по увеличению силы путем ранжирования их восстановительных потенциалов. Восстановитель сильнее, когда он имеет более отрицательный восстановительный потенциал, и слабее, когда он имеет более положительный восстановительный потенциал. В следующей таблице представлены потенциалы восстановления указанного восстановителя при 25 ° C. Например, среди Na, Cr, Cu и Cl самым сильным восстановителем является Na, а самым слабым - Cl.
Обычные восстановители включают металлы калий, кальций, барий, натрий и магний., а также соединения, содержащие ион H: NaH, LiH, LiAlH 4 и CaH 2.
Некоторые элементы и соединения могут быть как восстановители или окислители. Газообразный водород является восстановителем, когда он реагирует с неметаллами, и окислителем, когда он реагирует с металлами.
Водород действует как окислитель, поскольку он принимает донорские электроны от литий, который вызывает окисление Li.
Водород действует как восстанавливающий агент, потому что он отдает свои электроны фтору, что позволяет фтору быть уменьшенным.
Восстановители и окислители ответственны за коррозию, которая представляет собой «разложение металлов в результате электрохимической активности». Коррозия требует наличия анода и катода. Анод - это элемент, который теряет электроны (восстановитель), поэтому окисление всегда происходит на аноде, а катод - это элемент, который приобретает электроны (окислитель), поэтому восстановление всегда происходит на катоде. Коррозия возникает всякий раз, когда есть разница в окислительном потенциале. Когда он присутствует, металл анода начинает разлагаться, при наличии электрического соединения и наличия электролита.
Образование оксида железа (III) ;
В приведенном выше уравнении Железо (Fe) имеет степень окисления 0 до и 3+ после реакция. Для кислорода (O) степень окисления начиналась с 0 и снижалась до 2–. Эти изменения можно рассматривать как две «полуреакции », которые протекают одновременно:
Железо (Fe) было окислено, потому что степень окисления увеличилась. Железо является восстановителем, потому что оно отдает электроны кислороду (O 2). Кислород (O 2) был восстановлен, потому что степень окисления уменьшилась, и является окислителем, поскольку он забирает электроны у железа (Fe).
