Hapetus vs poltto
Hapettumisen pelkistysreaktiot ovat kemiallisten reaktioiden perustyyppi, joita kohtaamme elämässämme.
Hapetus
Alunperin hapettumisreaktiot tunnistettiin reaktioksi, joihin happikaasu osallistuu. Siellä happi yhdistyy toisen molekyylin kanssa muodostaen oksidin. Tässä reaktiossa happi pelkistyy ja toinen aine hapettuu. Siksi pohjimmiltaan hapetusreaktio on hapen lisäämistä toiseen aineeseen. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa vety hapettuu ja siksi happiatomi on lisätty vetyä muodostavaan veteen.
2H2 + O2 -> 2H2O
Toinen tapa kuvata hapettumista on vedyn hävikki. On tilanteita, joissa hapettumista on vaikea kuvata hapen lisäämiseksi. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa happea on lisätty sekä hiileen että vetyyn, mutta vain hiili on hapettunut. Tässä tapauksessa hapettumista voidaan kuvata sanomalla, että se on vedyn häviämistä. Koska vedyt ovat poistuneet metaanista hiilidioksidin syntyessä, siinä oleva hiili on hapettunut.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Toinen vaihtoehtoinen lähestymistapa hapettumisen kuvaamiseen on elektronien menetys. Tätä lähestymistapaa voidaan käyttää selittämään kemiallisia reaktioita, joissa emme näe oksidin muodostumista tai vedyn häviämistä. Joten vaikka happea ei ole, voimme selittää hapettumisen tällä lähestymistavalla. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa magnesium on muuttunut magnesiumioneiksi. Koska magnesium on menettänyt kaksi elektronia, se on hapettunut ja kloorikaasu on hapettava aine.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Hapetustila auttaa tunnistamaan hapettuneet atomit. IUPAC-määritelmän mukaan hapetusaste on "aineen atomin hapetusasteen mitta. Se määritellään varaukseksi, jonka atomilla voisi kuvitella olevan." Hapetustila on kokonaisluku, ja se voi olla joko positiivinen, negatiivinen tai nolla. Atomin hapetusaste muuttuu kemiallisen reaktion aikana. Jos hapetusaste kasvaa, atomin sanotaan olevan hapettunut. Kuten yllä olevassa reaktiossa, magnesiumin hapetusaste on nolla ja magnesiumionin hapetusaste +2. Koska hapetusluku on kasvanut, magnesium on hapettunut.
P alto
P alto tai kuumennus on reaktio, jossa lämpöä syntyy eksotermisen reaktion seurauksena. Jotta reaktio tapahtuisi, siinä tulee olla polttoainetta ja hapetinta. Palavia aineita kutsutaan polttoaineiksi. Nämä voivat olla hiilivetyjä, kuten bensiini, diesel, metaani tai vetykaasu jne. Yleensä hapettava aine on happi, mutta voi olla myös muita hapettimia, kuten fluoria. Reaktiossa polttoaine hapettuu hapettimen vaikutuksesta. Siksi tämä on hapettumisreaktio. Hiilivetypolttoaineita käytettäessä tuotteet ovat täydellisen palamisen jälkeen yleensä hiilidioksidia ja vettä. Jos palaminen ei kuitenkaan tapahdu kokonaan, hiilimonoksidia ja muita hiukkasia voi vapautua ilmakehään, mikä voi aiheuttaa paljon saastumista.
Mitä eroa on hapettumisen ja palamisen välillä?
• Palaminen on hapettumisreaktio.
• Palamisessa tavallinen hapetin on happi, mutta happi ei ole välttämätöntä hapetusreaktion tapahtumiseksi.
• Palaessa tuotteet ovat pääasiassa vettä ja hiilidioksidia, mutta hapettuessa tuote voi vaihdella lähtöaineesta riippuen. Niillä on kuitenkin aina korkeampi hapetusaste kuin lähtöaineilla.
• Palamisreaktioissa syntyy lämpöä ja valoa, ja energiasta voidaan tehdä työtä. Mutta hapetusreaktioiden kohdalla tämä ei aina pidä paikkaansa.
