Οξείδωση εναντίον Καύσης
Οι αντιδράσεις μείωσης οξείδωσης είναι ένας βασικός τύπος χημικών αντιδράσεων που συναντάμε συνήθως στη ζωή.
Οξείδωση
Αρχικά οι αντιδράσεις οξείδωσης αναγνωρίστηκαν ως οι αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχει το αέριο οξυγόνο. Εκεί, το οξυγόνο συνδυάζεται με ένα άλλο μόριο για να παράγει ένα οξείδιο. Σε αυτή την αντίδραση, το οξυγόνο υφίσταται αναγωγή και η άλλη ουσία υφίσταται οξείδωση. Επομένως, βασικά, η αντίδραση οξείδωσης είναι η προσθήκη οξυγόνου σε μια άλλη ουσία. Για παράδειγμα, στην ακόλουθη αντίδραση, το υδρογόνο υφίσταται οξείδωση και, ως εκ τούτου, έχει προστεθεί άτομο οξυγόνου στο νερό που σχηματίζει υδρογόνο.
2H2 + O2 -> 2H2O
Ένας άλλος τρόπος για να περιγράψουμε την οξείδωση είναι η απώλεια υδρογόνου. Υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου είναι δύσκολο να περιγραφεί η οξείδωση ως προσθήκη οξυγόνου. Για παράδειγμα, στην ακόλουθη αντίδραση, έχει προστεθεί οξυγόνο και στον άνθρακα και στο υδρογόνο, αλλά μόνο ο άνθρακας έχει υποστεί οξείδωση. Σε αυτήν την περίπτωση, η οξείδωση μπορεί να περιγραφεί λέγοντας ότι είναι η απώλεια υδρογόνου. Καθώς τα υδρογόνα έχουν αφαιρεθεί από το μεθάνιο κατά την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα, ο άνθρακας έχει οξειδωθεί.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Μια άλλη εναλλακτική προσέγγιση για την περιγραφή της οξείδωσης είναι η απώλεια ηλεκτρονίων. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει χημικές αντιδράσεις, όπου δεν μπορούμε να δούμε σχηματισμό οξειδίου ή απώλεια υδρογόνου. Έτσι, ακόμη και όταν δεν υπάρχει οξυγόνο, μπορούμε να εξηγήσουμε την οξείδωση χρησιμοποιώντας αυτήν την προσέγγιση. Για παράδειγμα στην ακόλουθη αντίδραση, το μαγνήσιο έχει μετατραπεί σε ιόντα μαγνησίου. Επειδή, το μαγνήσιο έχει χάσει δύο ηλεκτρόνια, έχει υποστεί οξείδωση και το αέριο χλώριο είναι ο οξειδωτικός παράγοντας.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Η κατάσταση οξείδωσης βοηθά στον εντοπισμό των ατόμων που έχουν υποστεί οξείδωση. Σύμφωνα με τον ορισμό της IUPAC, η κατάσταση οξείδωσης είναι «ένα μέτρο του βαθμού οξείδωσης ενός ατόμου σε μια ουσία. Ορίζεται ως το φορτίο που μπορεί να φανταστεί κανείς ότι έχει ένα άτομο». Η κατάσταση οξείδωσης είναι μια ακέραια τιμή και μπορεί να είναι είτε θετική, αρνητική ή μηδενική. Η κατάσταση οξείδωσης ενός ατόμου υπόκειται σε αλλαγή κατά τη χημική αντίδραση. Εάν η κατάσταση οξείδωσης αυξάνεται, τότε το άτομο λέγεται ότι οξειδώνεται. Όπως και στην παραπάνω αντίδραση, το μαγνήσιο έχει μηδενική κατάσταση οξείδωσης και το ιόν μαγνησίου έχει κατάσταση οξείδωσης +2. Δεδομένου ότι ο αριθμός οξείδωσης έχει αυξηθεί, το μαγνήσιο έχει οξειδωθεί.
Κύση
Η καύση ή θέρμανση είναι μια αντίδραση όπου η θερμότητα παράγεται από μια εξώθερμη αντίδραση. Για να πραγματοποιηθεί η αντίδραση, πρέπει να υπάρχουν ένα καύσιμο και ένα οξειδωτικό. Οι ουσίες που υφίστανται την καύση είναι γνωστές ως καύσιμα. Αυτοί μπορεί να είναι υδρογονάνθρακες όπως βενζίνη, ντίζελ, μεθάνιο ή αέριο υδρογόνο κ.λπ. Συνήθως ο οξειδωτικός παράγοντας είναι το οξυγόνο, αλλά μπορεί να υπάρχουν και άλλα οξειδωτικά όπως το φθόριο. Στην αντίδραση, το καύσιμο οξειδώνεται από το οξειδωτικό. Επομένως, αυτή είναι μια αντίδραση οξείδωσης. Όταν χρησιμοποιούνται καύσιμα υδρογονανθράκων, τα προϊόντα μετά από πλήρη καύση είναι συνήθως διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Ωστόσο, εάν η καύση δεν συνέβη πλήρως, μπορεί να απελευθερωθεί μονοξείδιο του άνθρακα και άλλα σωματίδια στην ατμόσφαιρα και αυτό μπορεί να προκαλέσει μεγάλη ρύπανση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Οξείδωσης και Καύσης;
• Η καύση είναι μια αντίδραση οξείδωσης.
• Για την καύση, το συνηθισμένο οξειδωτικό είναι το οξυγόνο, αλλά, για να λάβει χώρα μια αντίδραση οξείδωσης, το οξυγόνο δεν είναι απαραίτητο.
• Κατά την καύση, τα προϊόντα είναι κυρίως νερό και διοξείδιο του άνθρακα, αλλά, στην οξείδωση, το προϊόν μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με την πρώτη ύλη. Ωστόσο, πάντα θα έχουν υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης από τα αντιδρώντα.
• Στις αντιδράσεις καύσης, παράγεται θερμότητα και φως και μπορεί να γίνει εργασία από την ενέργεια. Αλλά για τις αντιδράσεις οξείδωσης, αυτό δεν ισχύει πάντα.
