Quá trình oxy hóa so với quá trình khử: Sự khác biệt và so sánh

Quá trình oxy hóa và khử là những phản ứng hóa học rất quan trọng luôn diễn ra trong môi trường xung quanh chúng ta. Khi một hợp chất cộng hóa trị mất điện tử, nó trở nên tích điện dương hơn và quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa. Sự khử ngược lại với quá trình oxy hóa, vì trong quá trình này, một hợp chất thu được điện tử và trở nên tích điện âm hơn. Quá trình khử và oxy hóa thường được gọi là phản ứng oxi hóa khử, vì sự chuyển electron diễn ra giữa các loại hóa chất (một mất và một tăng).

Các nội dung chính

1. Quá trình oxy hóa liên quan đến việc mất điện tử hoặc tăng trạng thái oxy hóa, trong khi quá trình khử liên quan đến việc tăng điện tử hoặc giảm trạng thái oxy hóa.
2. Chất oxi hóa nhận electron và bị khử, ngược lại chất khử nhường electron và bị oxi hóa.
3. Phản ứng oxi hóa và khử luôn trùng nhau tạo thành phản ứng oxi hóa khử.

Quá trình oxy hóa vs Giảm

Quá trình oxy hóa là phản ứng hóa học diễn ra khi một phân tử hoặc nguyên tử trở nên tích điện dương hơn khi mất đi một hoặc nhiều electron. Sự khử là một phản ứng hóa học xảy ra khi một nguyên tử hoặc phân tử bị mất electron, khiến nó trở nên tích điện âm.

Quá trình oxy hóa là một phản ứng hóa học trong đó một nguyên tử hoặc phân tử của một loại hóa chất mất đi (một hoặc nhiều) electron và trở nên tích điện dương hơn. Phản ứng hóa học này làm tăng trạng thái oxy hóa và số oxy hóa của các loại hóa chất đang trải qua quá trình oxy hóa. Oxy không phải lúc nào cũng tham gia vào quá trình oxy hóa, nhưng đôi khi nó có thể làm cho loài mất đi các electron. 

Sự khử là một phản ứng hóa học trong đó một nguyên tử hoặc một phân tử của một loại hóa chất nhận được các electron (một hoặc nhiều) và trở nên tích điện âm hơn. Phản ứng hóa học này làm giảm trạng thái oxy hóa và số oxy hóa của các loài hóa học đang bị khử. Một tác nhân oxy hóa trải qua quá trình khử khi nó oxy hóa một loại hóa chất khác tham gia vào phản ứng và tự khử. 

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Quá trình oxy hóa	Giảm
Định nghĩa	Quá trình oxy hóa đề cập đến việc thu được oxy hoặc mất hydro từ một hợp chất.	Giảm đề cập đến việc tăng hydro hoặc mất oxy từ một hợp chất.
Điện tử	Trong quá trình oxy hóa, một hợp chất cộng hóa trị giải phóng các electron ra xung quanh.	Khi khử, một hợp chất cộng hóa trị thu được các electron từ xung quanh.
Đại lý	Các tác nhân oxy hóa phổ biến là hydro peroxide và ozone.	Các chất khử phổ biến là các hợp chất có chứa kim loại như kali, bari, canxi, v.v. và H- ion.
Charge	Trong quá trình oxy hóa, điện tích dương tăng khi mất electron.	Trong giảm điện tích âm tăng khi nó nhận được các điện tử.
Số ôxy hóa	Sự oxi hóa dẫn đến sự tăng số oxi hóa.	Sự khử dẫn đến giảm số oxi hóa.

Oxy hóa là gì?

 Định nghĩa về quá trình oxy hóa đã thay đổi theo thời gian và định nghĩa gần đây nhất, nói một cách đơn giản, định nghĩa một quá trình trong đó một loại hóa chất mất electron và trở nên tích cực hơn. Trở nên tích cực hơn không nhất thiết có nghĩa là tích điện dương. Ví dụ, nếu một ion X4- trải qua quá trình oxy hóa và mất đi hai electron, nó sẽ trở thành X2-. Điều này có nghĩa là nó trở nên dương hơn khi (-2) trạng thái oxy hóa nhiều hơn (-4), nhưng nó không mang điện tích dương. 

Nếu quay ngược lại lịch sử các phản ứng hóa học, khí oxi (O₂) là một trong những tác nhân oxy hóa lâu đời nhất được biết đến. Vì việc thêm O2 vào một phản ứng hóa học dẫn đến sự mất electron từ một loại hóa chất khác, nên quá trình oxy hóa được định nghĩa là một quá trình mà sự hiện diện của O2 là rất quan trọng. Định nghĩa này trở nên phổ biến hơn khi sắt được kết hợp với nước để tạo thành oxit sắt/gỉ sắt. 

Tuy nhiên, quá trình oxy hóa của một loại hóa chất có thể hoặc không nhất thiết phải chứa khí oxy. Ví dụ, khi etanol tạo thành etanal, nó sẽ mất đi một nguyên tử hydro, quá trình này vẫn được coi là quá trình oxy hóa. Vì vậy, sự hiện diện của khí oxy cụ thể là không cần thiết cho quá trình oxy hóa. Miễn là một loài hóa học mất electron và trạng thái oxy hóa của nó tăng lên, quá trình oxy hóa diễn ra. 

Ví dụ về phản ứng oxy hóa: 2 KI + H2O2 → I2 + 2 KOH (oxy hóa iodide). Ở đây, số oxi hóa của iodua thay đổi từ (-1) thành (0).

Giảm là gì?

Sự khử là phản ứng ngược lại với quá trình oxi hóa. Điều này là do các electron bị mất từ ​​một loại hóa chất được thu bởi một loại khác, trải qua quá trình khử. Trong quá trình khử, một hoặc nhiều electron được một nguyên tử hoặc phân tử thu được và nó trở nên tích điện âm hơn. Khi một loài trải qua quá trình khử, trạng thái oxy hóa của hợp chất đó sẽ giảm. 

Một lần nữa, chúng ta có thể nhầm lẫn rằng một hợp chất hóa học hoặc một ion sẽ có điện tích âm sau khi khử. Ví dụ, nếu một ion X⁴⁺ trải qua quá trình khử và nhận thêm 2 electron, nó trở thành X2+. Điều này có nghĩa là nó trở nên âm hơn khi trạng thái oxy hóa (+4) nhỏ hơn (+XNUMX), nhưng nó không mang điện tích âm. Vì vậy, quá trình giảm không nhất thiết có nghĩa là một điện tích âm. Sự giảm biểu thị mức tăng của các điện tử và một chất khử chịu trách nhiệm chuyển điện tử cho một loài. 

Xem xét một ví dụ, ZnO + C → Zn + CO (khử kẽm oxit). Ở đây, số oxi hóa của kẽm thay đổi từ (+2) thành (0). Điều này có nghĩa là nó đã thu được điện tử và đã bị giảm. 

Sự khác biệt chính giữa quá trình oxy hóa và khử

1. Quá trình oxy hóa đề cập đến việc thu được oxy hoặc mất hydro từ một hợp chất, trong khi quá trình khử đề cập đến việc thu được hydro hoặc mất oxy từ một hợp chất. 
2. Trong quá trình oxy hóa, một hợp chất cộng hóa trị sẽ giải phóng các electron ra môi trường xung quanh, trong khi đó, trong quá trình khử, một hợp chất cộng hóa trị sẽ thu được các electron từ xung quanh.
3. Các chất oxy hóa phổ biến là hydro peroxide và ozone, trong khi các chất khử phổ biến là các hợp chất có chứa các kim loại như kali, bari, canxi, v.v. và H^- ion.
4. Trong quá trình oxy hóa, điện tích dương tăng khi mất electron, ngược lại, trong quá trình khử, điện tích âm tăng khi nhận electron.  
5. Sự oxi hóa dẫn đến sự tăng số oxi hóa, ngược lại sự khử dẫn đến sự giảm số oxi hóa.

dự án

1. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19811963339
2. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2015/dt/c5dt02612a