เอเจนต์ที่ลดลง: อะไรคือตัวอย่างที่แข็งแกร่งที่สุด
สารรีดิวซ์ เป็นสารที่ตอบสนองการทำงานของการลดสารออกซิไดซ์ในปฏิกิริยาการลดออกไซด์ ตัวแทนที่ลดลงเป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนตามธรรมชาติโดยทั่วไปแล้วสารที่อยู่ในระดับต่ำสุดของการเกิดออกซิเดชันและมีอิเล็กตรอนจำนวนมาก
มีปฏิกิริยาทางเคมีที่สถานะออกซิเดชันของอะตอมแตกต่างกันไป ปฏิกิริยาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการลดและกระบวนการออกซิเดชั่นเสริม ในปฏิกิริยาเหล่านี้อิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าของโมเลกุลอะตอมหรือไอออนจะถูกถ่ายโอนไปยังโมเลกุลอะตอมหรือไอออนอื่น สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการผลิตปฏิกิริยาการลดออกไซด์
ในระหว่างกระบวนการลดออกไซด์องค์ประกอบหรือสารประกอบที่สูญเสีย (หรือบริจาค) อิเล็กตรอน (หรืออิเล็กตรอน) เรียกว่าตัวรีดิวซ์ (contrast agent) ซึ่งตรงกันข้ามกับตัวออกซิไดซ์ที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน ได้มีการกล่าวแล้วว่าสารรีดิวซ์จะลดสารออกซิไดซ์และสารออกซิไดซ์จะทำให้เกิดการออกซิไดซ์
สารรีดิวซ์ที่ดีที่สุดหรือแข็งแกร่งที่สุดคือสารที่มีรัศมีอะตอมสูงกว่า นั่นคือพวกมันมีระยะห่างที่มากกว่าจากนิวเคลียสของพวกมันไปจนถึงอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบมัน
สารรีดิวซ์มักเป็นโลหะหรือไอออนลบ สารลดทั่วไป ได้แก่ กรดแอสคอร์บิคกำมะถันไฮโดรเจนเหล็กลิเทียมแมกนีเซียมแมงกานีสโพแทสเซียมโซเดียมวิตามินซีสังกะสีและแม้แต่สารสกัดจากแครอท
สารรีดิวซ์คืออะไร?
อย่างที่ได้กล่าวไปแล้วสารรีดิวซ์มีหน้าที่ในการลดสารออกซิไดซ์เมื่อเกิดปฏิกิริยาการลดออกซิเดชัน
ปฏิกิริยาที่ง่ายและทั่วไปของปฏิกิริยาการลดออกซิเดชันคือการหายใจของเซลล์แอโรบิก:
C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) → 6CO 2 (g) + 6H 2 O (l)
ในกรณีนี้เมื่อกลูโคส (C 6 H 12 O 6 ) ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน (O 2 ) กลูโคสจะทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์เพื่อปล่อยอิเลคตรอนสู่ออกซิเจน - นั่นคือมันถูกออกซิไดซ์ - และออกซิเจนเป็น มันจะกลายเป็นสารออกซิไดซ์
ในเคมีอินทรีย์สารรีดิวซ์ที่ดีที่สุดคือรีเอเจนต์ที่ให้ไฮโดรเจน (H 2 ) กับปฏิกิริยา ในสาขาเคมีนี้ปฏิกิริยาการลดหมายถึงการเติมไฮโดรเจนเข้ากับโมเลกุลแม้ว่าคำจำกัดความข้างต้น (ปฏิกิริยาการลดออกไซด์) ก็มีผลเช่นกัน
ปัจจัยที่กำหนดความแข็งแกร่งของสารรีดิวซ์
สำหรับสารที่ถูกพิจารณาว่า "แข็งแรง" คาดว่าพวกมันเป็นโมเลกุลอะตอมหรือไอออนที่แยกออกจากอิเล็กตรอนได้ง่ายขึ้นหรือน้อยลง
สำหรับเรื่องนี้มีปัจจัยหลายอย่างที่ต้องคำนึงถึงเพื่อรับรู้ถึงแรงที่สารลดความร้อนอาจมี: อิเลคโตรเนกาติวีตี้, รัศมีอะตอม, พลังงานไอออไนเซชันและศักยภาพในการลด
อิเล็ก
อิเลคโตรเนกาติวีตี้เป็นคุณสมบัติที่อธิบายถึงแนวโน้มของอะตอมในการดึงดูดอิเลคตรอนคู่หนึ่งที่จับกับตัวมันเอง ยิ่งมีอิเลคโตรเนกาติวีตี้มากเท่าไหร่แรงของแรงดึงดูดที่อะตอมก็จะกระทบกับอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบ
ในตารางธาตุอิเลคโตรเนกาติวีตี้เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาดังนั้นโลหะอัลคาไลน์จึงเป็นองค์ประกอบอิเล็กโตรเนกาติตี้น้อยที่สุด
วิทยุปรมาณู
มันเป็นคุณสมบัติที่วัดปริมาณของอะตอม มันหมายถึงระยะทางปกติหรือค่าเฉลี่ยจากจุดศูนย์กลางของนิวเคลียสอะตอมไปจนถึงเส้นขอบของคลาวด์อิเล็กทรอนิกส์ที่ล้อมรอบมัน
คุณสมบัตินี้ไม่แม่นยำ - และนอกจากนี้ยังมีแรงแม่เหล็กไฟฟ้าหลายตัวที่เกี่ยวข้องกับคำจำกัดความของมัน - แต่เป็นที่รู้กันว่าค่านี้จะลดลงจากซ้ายไปขวาในตารางธาตุและเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง นี่คือเหตุผลที่โลหะอัลคาไลโดยเฉพาะอย่างยิ่งซีเซียมถูกพิจารณาว่ามีรัศมีอะตอมสูงกว่า
พลังงานไอออไนเซชัน
คุณสมบัตินี้ถูกกำหนดให้เป็นพลังงานที่จำเป็นสำหรับการลบอิเล็กตรอนที่ถูก จำกัด ให้น้อยที่สุดออกจากอะตอม (อิเลคตรอนอิเล็กตรอน) เพื่อสร้างไอออนบวก
ว่ากันว่ายิ่งอิเล็กตรอนเข้าใกล้นิวเคลียสของอะตอมโดยรอบยิ่งพลังงานอิออไนเซชันของอะตอมยิ่งมากขึ้น
พลังงานไอออไนเซชันจะเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาและจากล่างขึ้นบนในตารางธาตุ อีกครั้งโลหะ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งด่าง) มีพลังงานไอออนไนซ์ต่ำ
ศักยภาพในการลด
มันเป็นตัวชี้วัดแนวโน้มของสารเคมีชนิดหนึ่งที่จะได้รับอิเล็กตรอนและดังนั้นจึงจะลดลง แต่ละสปีชีส์มีศักยภาพในการลดเนื้อแท้: ยิ่งมีศักยภาพมากเท่าใดความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนก็จะยิ่งลดลงเช่นกัน
สารรีดิวซ์เป็นสารที่มีศักยภาพในการลดน้อยลงเนื่องจากความสัมพันธ์ที่ต่ำกับอิเล็กตรอน
สารลดที่แข็งแกร่งที่สุด
ด้วยปัจจัยที่อธิบายไว้ข้างต้นสามารถสรุปได้ว่าการหาตัวลดความแรง "อะตอม" หรือโมเลกุลที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตี้ต่ำรัศมีอะตอมสูงและพลังงานอิออไนเซชันต่ำเป็นที่ต้องการ
โลหะอัลคาไลมีคุณสมบัติเหล่านี้และถือว่าเป็นสารลดแรงที่สุด
ในทางกลับกันลิเธียม (Li) ถือเป็นสารลดแรงที่สุดเนื่องจากมีศักยภาพในการลดตํ่าที่สุดในขณะที่โมเลกุล LiAlH 4 ถือเป็นสารช่วยลดที่แข็งแกร่งที่สุดเนื่องจากมีคุณสมบัตินี้และคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ต้องการ
ตัวอย่างของปฏิกิริยากับสารรีดิวซ์
มีหลายกรณีของการลดการเกิดสนิมในชีวิตประจำวัน นี่คือบางส่วนของตัวแทนมากที่สุด:
ตัวอย่างที่ 1
ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของออกเทน (องค์ประกอบหลักของน้ำมันเบนซิน):
2C 8 H 18 (l) + 25O 2 → 16CO 2 (g) + 18H 2 O (g)
สามารถสังเกตได้ว่าอ็อกเทน (ตัวรีดิวซ์) บริจาคอิเล็กตรอนให้กับออกซิเจนได้อย่างไร (ตัวออกซิไดซ์) ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในปริมาณมาก
ตัวอย่างที่ 2
การไฮโดรไลซิสของกลูโคสเป็นอีกตัวอย่างที่มีประโยชน์ของการลดลงทั่วไป:
C 6 H 12 O 6 + 2 ADP + 2P + 2NAD + → 2CH 3 COCO 2 H + 2 ATP + 2NADH
ในปฏิกิริยานี้โมเลกุล NAD (ตัวรับอิเล็กตรอนและตัวออกซิไดซ์ในปฏิกิริยานี้) นำอิเล็กตรอนจากกลูโคส (ตัวรีดิวซ์)
ตัวอย่างที่ 3
ในที่สุดในปฏิกิริยาเฟอริกออกไซด์
Fe 2 O 3 (s) + 2l (s) → Al 2 O 3 (s) + 2Fe (l)
สารรีดิวซ์คืออลูมิเนียมในขณะที่สารออกซิไดซ์คือเหล็ก
