Oksüdeerumine vs põlemine
Oksüdatsiooni redutseerimisreaktsioonid on keemiliste reaktsioonide põhitüüp, millega me tavaliselt elus kokku puutume.
Oksüdeerumine
Algselt määratleti oksüdatsioonireaktsioonid kui reaktsioonid, milles gaasiline hapnik osaleb. Seal ühendub hapnik oksiidi saamiseks teise molekuliga. Selles reaktsioonis hapnik redutseerub ja teine aine oksüdeerub. Seetõttu on oksüdatsioonireaktsioon hapniku lisamine teisele ainele. Näiteks järgnevas reaktsioonis vesinik oksüdeerub ja seetõttu on vesinikku moodustavale veele lisatud hapniku aatomit.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Teine võimalus oksüdatsiooni kirjeldamiseks on vesiniku kadu. Mõnel juhul on oksüdeerumist hapniku lisamisena raske kirjeldada. Näiteks on järgnevas reaktsioonis nii süsinikule kui ka vesinikule lisatud hapnikku, kuid ainult süsinik on oksüdeerunud. Sel juhul võib oksüdeerumist kirjeldada, öeldes, et see on vesiniku kadu. Kuna süsinikdioksiidi tootmisel on metaanist eemaldatud vesinikud, on seal süsinik oksüdeerunud.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Teine alternatiivne lähenemisviis oksüdatsiooni kirjeldamiseks on elektronide kaotamine. Selle lähenemisviisi abil saab selgitada keemilisi reaktsioone, kus me ei näe oksiidide moodustumist ega vesiniku kadumist. Niisiis, isegi kui hapnikku pole, saame selle lähenemisviisi abil oksüdatsiooni selgitada. Näiteks järgmises reaktsioonis on magneesium muundunud magneesiumioonideks. Kuna magneesium on kaotanud kaks elektroni, on see oksüdeerunud ja oksüdeeriv aine on kloorgaas.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Oksüdatsiooniaste aitab tuvastada oksüdeerunud aatomeid. IUPACi definitsiooni kohaselt on oksüdatsiooniaste „aatomi oksüdatsiooniastme mõõt aines. Seda määratletakse kui laengut, mida aatomil võib ette kujutada. Oksüdeerumisolek on täisarv ja see võib olla kas positiivne, negatiivne või null. Keemilise reaktsiooni käigus muutuvad aatomi oksüdatsiooniastmed. Kui oksüdatsiooniaste suureneb, siis öeldakse, et aatom on oksüdeerunud. Nagu ülalkirjeldatud reaktsioonis, on magneesiumil oksüdatsiooni null ja magneesiumioonil oksüdeerumisolek +2. Kuna oksüdatsiooniarv on suurenenud, on magneesium oksüdeerunud.
Põlemine
Põlemine või kuumutamine on reaktsioon, kus soojus tekib eksotermilise reaktsiooni abil. Reaktsiooni toimumiseks peaksid seal olema kütus ja oksüdeerija. Põlemisel käivad ained on tuntud kui kütused. Need võivad olla süsivesinikud nagu bensiin, diisel, metaan või gaasiline vesinik jne. Tavaliselt on oksüdeerijaks hapnik, kuid võib olla ka teisi oksüdeerijaid, näiteks fluori. Reaktsioonis oksüdeeritakse kütus oksüdeerija poolt. Seetõttu on see oksüdatsioonireaktsioon. Süsivesinikkütuste kasutamisel on pärast täielikku põletamist tavaliselt tooted süsinikdioksiid ja vesi. Kui aga põlemine ei toimunud täielikult, võib atmosfääri sattuda süsinikmonooksiidi ja muid osakesi ning see võib põhjustada palju reostust.
Mis vahe on oksüdeerimisel ja põlemisel?
• Põlemine on oksüdatsioonireaktsioon.
• Põlemisel on tavaline oksüdeerija hapnik, kuid oksüdeerumisreaktsiooni toimumiseks pole hapnik hädavajalik.
• Põlemisel on tooted peamiselt vesi ja süsinikdioksiid, kuid oksüdeerimisel võib toode varieeruda sõltuvalt lähteainest. Kuid alati on nende oksüdatsiooniaste kõrgem kui reagentidel.
• Põlemisreaktsioonides tekib soojus ja valgus ning tööd saab teha energiast. Kuid oksüdeerumisreaktsioonide puhul pole see alati tõsi.
