Что такое оксидирование: Оксидирование

Методы оксидирования | ПКФ Тандем

Методы оксидирования
Компания «Тандем»

Большинство производственных процессов, связанных с изготовлением оборудования, подразумевают использование металлических изделий, защищенных от коррозии.

Даже небольшое производство станков, механизмов, строительных материалов как правило оснащено линией по нанесению защитного слоя на металл. Помимо антикоррозионных свойств металл получает электроизоляционные и декоративные свойства.

Что такое оксидирование

Оксидирование – вид коррозионной защиты, заключается в нанесении оксидных слоев на металлическую поверхность. Оксидные слои обладают рядом преимуществ по сравнению с другими способами защиты от коррозии, а именно:

• тонкие – толщина не более 1,5 микрона, то есть практически не влияют на готовую конструкцию
• износостойкие – устойчивы к воздействию агрессивных сред
• декоративные свойства – позволяют получить вороненое железо для оружия и изделия, напоминающие керамику.

Распространенные техники оксидирования

Существует несколько разновидностей антикоррозийной обработки способом оксидирования. Все они ведутся в заводских условиях, однако некоторые достаточно простые в исполнении и не требуют присутствия квалифицированного персонала.

Распространенные виды нанесения оксидной пленки на металлы и сплавы:

• Термический способ
• Химическое оксидирование
• Анодирование
• Плазменное и микродуговое оксидирование

По сути, оксидирование представляет собой покрытие металла тонкой пленкой, которая и защищает от воздействий окружающей среды. Рассмотрим подробнее каждый вид обработки.

Термическое оксидирование

Наиболее распространенный способ нанесения защитной пленки на низколегированные стали, железо, кремний. Позволяет получить декоративное покрытие на железе, которое называется воронение.

Для данного вида оксидирования существуют специальные печи, где процесс осуществляется при температуре несколько сотен градусов, дополнительно нагнетается кислород или пары воды.

Температура проведения процедуры зависит от типа металла: для железа это порядка 300 градусов Цельсия, для легированных сталей – 700 градусов, для кремния – до 1200 градусов. Продолжительность обработки в печи 1 час.

Воронению подвергаются оружейные изделия: огнестрельное и холодное оружие. Благодаря данному способу удается сохранить исходные размеры изделия, так как толщина защитной пленки всего 1-1,5 микрона.

Термическое оксидирование используется при создании полупроводников, поскольку у них обязательно имеется диэлектрическая пленка на поверхности. В электронике применяют оксидированные изделия из кремния.

Печи для оксидирования компактные, можно установить в любой сухой цех.

Название	Температура, °с	Особенности, назначение, использование
Низколегированные стали или железо	300-350	Второе название – воронение. Очень распространенный способ, основная его задача – декоративная металлообработка, так как деталь приобретает черный (вороной) цвет. Пример применения – создание стрелкового оружия. Еще одно преимущество – исходные размеры сохраняются, потому что оксидная пленка образуется очень тонкая, не более одного-полутора микрона.
Легированные стальные элементы	до 700	Нанесение состава занимает продолжительный период – не менее 1 часа.
Железоникелевые магнитные сплавы	400 – 800	Процесс длится на протяжении 0,5 – 1,5 часов. Возникает слой, который считается диэлектриком, поэтому от просто необходим при создании электрических полупроводников.
Кремний	800 – 1200	Процедура имеет название термокомпрессионной. Она проходит под большим давлением до 107 па. Подвергаемые ей изделия необходимы в электронике.

Химическое оксидирование

Для проведения операции изделие помещают в ванну с раствором или расплавом окислителя или кислотного состава — хроматов, нитратов или растворов кислот. Полученная поверхность защищена от коррозии и воздействия электричества, а также может иметь декоративные свойства.

Технически химическое оксидирование осуществляется путем пассивирования поверхности, также могут наноситься защитные и декоративные слои. Проводится при температуре ниже ста градусов Цельсия в щелочных, либо кислотных растворах.

После обработки химическим составом изделие тщательно высушивается. Дополнительное готовое покрытие обрабатывается масляным раствором.

Считается, что защитный слой, полученный методом химического оксидирования менее устойчив к воздействию окружающей среды, чем полученный термическим способом.

Анодирование или анодное оксидирование

Заключается в нанесении оксидных слоев на металл для повышения коррозионной стойкости и диэлектрических свойств. Защитные свойства обусловлены способностью оксидных слоев впитывать влагу.

Чаще всего анодирование используется для защиты алюминиевых поверхностей. Полученные слои обладают защитными, изоляционными, износостойкими, декоративными свойствами.

Процедура проводится в жидких или твердых нетоксичных электролитах. Поверхность металла при анодировании имеет положительный потенциал.

Плазменный тип оксидирования

Сюда относятся несколько видов оксидирования, каждый из них наиболее перспективен, прежде всего из-за высокой экологической безопасности.

Технология заключена в нанесении пленки в присутствии плазмы, которая получается при проведении электрического тока через раствор. Прежде всего это способ защиты кремния и полупроводников.

В качестве альтернативы этому способу придумано и активно внедряется микродуговое оксидирование. В чем его преимущество: экологичность, а используемые электролиты не наносят вред окружающей среде. Может использоваться для изготовления деталей сложных конструкций.

МДО наиболее перспективный способ оксидирования. Если выбирать между различными видами оборудования, то стоит обратить внимание на оборудования для микродугового оксидирования. Его преимущество в компактности и простоте эксплуатации.

Дата публикации: 07.09.2021

что такое в Энциклопедическом словаре по металлургии

[oxidation] — получение защитных покрытий на металлах в результате химического или электрохимического образования слоя собственных оксидов. Оксидирование сталей, так называемое воронение, сводится к образованию поверхностных слоев оксидов железа толщиной от долей до нескольких мкм, получаемых контролируемым высокотемпературным окислением на воздухе, погружением в расплавы солей щелочных металлов или в горячие концентрирированные растворы NaOH, с добавлением окислителей: персульфатов, нитратов, хлоратов. Полученные покрытия (синие, коричневые или черные) состоят, в основном, из Fe₃O₄ и недостаточно защищают от коррозии, поэтому на них наносится слой ингибированных масел или воска. Оксидирование цветных металлов используется главным образом, для Al, Mg, Cu, Ti и их сплавов. Получение толстых (> 100-мкм) оксидных покрытий на Al осуществляется анодированием (Смотри Анодирование).

Смотреть больше слов в «Энциклопедическом словаре по металлургии»

ОКСИДНАЯ ПЛЕНКА →← ОКСАЛАТИРОВАНИЕ

Смотреть что такое ОКСИДИРОВАНИЕ в других словарях:

ОКСИДИРОВАНИЕ

или поверхностное окисление металлов — употребляется для практических целей (предохранение от внешних влияний) или же с целью придать поверхности предм… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

(нем. oxydieren — окислять, от греч. oxýs — кислый)        преднамеренное окисление поверхностного слоя металлических изделий. Образующиеся в результат… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидирование ср. Процесс действия по знач. несов. глаг.: оксидировать.

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидирование
оксидировка, эматалирование, окисление, воронение
Словарь русских синонимов.
оксидирование
сущ., кол-во синонимов: 8
• автооксидирование (1)
• аутооксидирование (2)
• воронение (2)
• металлообработка (59)
• окисление (9)
• оксидировка (3)
• фотооксидирование (2)
• эматалирование (1)
Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин.2013.
.
Синонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕ (нем. oxydieren —
окислять, от греч. oxys — кислый), преднамеренное окисление поверхностного
слоя металлич. изделий. Образующиеся в рез… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

создание оксидной пленки на пов-сти изделия или заготовки в результате окислит.-восстановит. р-ции. О. преим. используют для получения защитных и … смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕповерхностное окисление металла с целью предохранения его от разъедания ржавчиною; достигается обыкновенно покрытием его тонким слоем заки… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

Диск Дирак Дионис Дион Диоксин Динка Динас Динар Дин Диксон Дикорос Диковина Дико Дикарион Дикарев Диен Диво Дивно Диван Див Диакон Десна Дерновка Дерн Дер Денисов Дениск Денис Ден Декор Декан Дек Девон Девка Дева Дворник Дворна Дворик Двор Двинск Двина Дверка Дари Дарвин Дар Даос Данио Дан Дакрон Дак Давос Давно Вскоре Все Всадник Врио Врид Вредно Вредина Вред Враки Воск Ворсинка Ворсина Ворс Воронка Вороника Ворона Ворон Воренок Вор Вона Вон Вокодер Воин Военкор Военка Воедино Водокрас Водник Водка Вод Вноска Внос Вне Висок Виски Вис Вирион Вира Вино Вини Винер Викин Викар Вика Вие Видки Видикон Видика Видеокино Видео Видак Вид Виан Весна Веско Вес Веронка Вероника Верона Верно Верна Верка Верди Верд Вера Вено Венка Веник Венд Вена Веко Век Ведро Ведин Веди Веда Вариокино Варин Вариконд Варенок Вареник Вард Вар Вано Вак Ваер Вадик Вади Вад Аскер Аск Арсин Арсенид Арсен Арон Арно Арник Арк Арион Арин Арен Арек Аредов Арден Аон Анри Анод Анкер Анк Анис Аник Анид Анероид Андрис Андре Аксон Диско Аксенов Акрид Акр Акно Акие Аки Акво Дискование Аир Адрон Дневка Адресок Днк Адрес Адонис Аден Довесок Доискивание Док Аверс Авенир Авенид Докер Докисание Докование Дон Донка Авок Дно Акридин Аксен. .. смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

1) Орфографическая запись слова: оксидирование2) Ударение в слове: оксид`ирование3) Деление слова на слоги (перенос слова): оксидирование4) Фонетическа… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксиди́рование
целенаправленное промышленное окисление поверхности металлических изделий. Образующаяся в результате оксидирования окалина предохраня… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

Оксиди́рование — целенаправленное промышленное окисление поверхности металлических изделий. Образующаяся в результате оксидирования окалина предохраняет изделия от коррозии, служит электроизоляцией, является основой для нанесения защитных покрытий — лаков, красок, смазки и т. д. Некоторые виды оксидирования имеют декоративное значение, напр. воронение, патина. Осуществляется химическими (в результате контакта с воздухом или щелочами, кислотами) или электрохимическими (анодирование) методами. Наиболее часто оксидируют изделия из стали, чугуна, алюминиевых, медных, цинковых и других сплавов. … смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

корень — ОКСИД; суффикс — ИРОВА; суффикс — НИ; окончание — Е; Основа слова: ОКСИДИРОВАНИВычисленный способ образования слова: Суффиксальный∩ — ОКСИД; ∧… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

Ударение в слове: оксид`ированиеУдарение падает на букву: иБезударные гласные в слове: оксид`ирование

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксиди́рование,
оксиди́рования,
оксиди́рования,
оксиди́рований,
оксиди́рованию,
оксиди́рованиям,
оксиди́рование,
оксиди́рования,
оксиди́рованием,
оксиди́рованиями,
оксиди́ровании,
оксиди́рованиях
(Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку»)
.
Синонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

oxide formation, oxidation* * *оксиди́рование с.oxidationэлектрохими́ческое оксиди́рование — electrolytic oxidationСинонимы:
автооксидирование, ворон… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

с. ossidazione f — анодное оксидирование- воздушное оксидирование- оксидирование металла- термическое оксидирование- химическое оксидирование- электро. .. смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕ (от нем . oxydieren — окислять), преднамеренное окисление поверхности металлов и полупроводниковых материалов химическим, электрохимическим (анодирование) или другим способом. Образующаяся оксидная пленка играет защитную (пассивирование), технологическую или декоративную (напр., воронение) роль.<br><br><br>… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕ (от нем. oxydieren — окислять) — преднамеренное окисление поверхности металлов и полупроводниковых материалов химическим, электрохимическим (анодирование) или другим способом. Образующаяся оксидная пленка играет защитную (пассивирование), технологическую или декоративную (напр., воронение) роль.<br>… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

техн., физ.
оксидува́ння, оксида́ція
электрохими́ческое оксиди́рование — електрохімі́чне оксидува́ння, електрохемі́чне оксидува́ння
— изолирующее оксидирование
— термическое оксидирование
Синонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование. .. смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

— (от нем. oxydieren — окислять) — преднамеренное окислениеповерхности металлов и полупроводниковых материалов химическим,электрохимическим (анодирование) или другим способом. Образующаясяоксидная пленка играет защитную (пассивирование), технологическую илидекоративную (напр., воронение) роль…. смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

с. спец.oxydation fСинонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование

ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕ — покрытие стволов огнестрельного оружия расплавом нитрата и нитрата натрия (80% и 70%) при температуре 250° для защиты от воздействия окружающей среды. Иногда оксидирование производится электрохимическим способом; оксидированные стволы приобретают черную окраску.<br><br><br>… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

окисление поверхностных слоев металлич. изделий хим. или электрохим. обработкой либо воздействием воздуха при высоких темп-pax. Образующиеся оксидные п… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

(2 с), Пр. об оксиди/рованииСинонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование

ОКСИДИРОВАНИЕ

-я, ср. тех.
Действие по знач. глаг. оксидировать.Синонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидировани… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

〔名词〕 氧化氧化处理氧化表层发蓝Синонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксиди́рованиеСинонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксид’ирование, -яСинонимы:
автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидирование [< гр. oxys кислый] -обработка поверхности металлических изделий с целью окисления их поверхностных слоев; предохраняет изделия от корроз. .. смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

oxidationСинонимы: автооксидирование, воронение, металлообработка, окисление, оксидировка, фотооксидирование, эматалирование

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксиди’рование, оксиди’рования, оксиди’рования, оксиди’рований, оксиди’рованию, оксиди’рованиям, оксиди’рование, оксиди’рования, оксиди’рованием, оксиди’рованиями, оксиди’ровании, оксиди’рованиях… смотреть

ОКСИДИРОВАНИЕ

с. спец. oxydation f

ОКСИДИРОВАНИЕ

Начальная форма — Оксидирование, винительный падеж, слово обычно не имеет множественного числа, единственное число, неодушевленное, средний род

ОКСИДИРОВАНИЕ

с. тех.oxidación f

ОКСИДИРОВАНИЕ

• eloxování• okysličení• okysličování• oxidace• oxidování

ОКСИДИРОВАНИЕ

сущ. ср. родаоксидування

ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕ оксидирования, мн. нет, ср. (спец.). Действие по глаг. оксидировать; поверхностное окисление металлов.

ОКСИДИРОВАНИЕ

Brünieren, Oxydieren, Oxidation, (катода) Oxydation

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидирование оксидировка, эматалирование, окисление, воронение

ОКСИДИРОВАНИЕ

Ср мн. нет xüs. oksidləşdirmə, oksidləşdirilmə; zağlama, zağ vermə.

ОКСИДИРОВАНИЕ

с.oxidation

ОКСИДИРОВАНИЕ

аксідзіраванне, -ння- оксидирование плазменное

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидирование оксид`ирование, -я

ОКСИДИРОВАНИЕ

хим. аксідзіраванне, ср.

ОКСИДИРОВАНИЕ

oxydation

ОКСИДИРОВАНИЕ

Oxidation

ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕ ср. см. оксидировать.

ОКСИДИРОВАНИЕ

oksidasyon, oksitlenme

ОКСИДИРОВАНИЕ

аксідзіраванне, -ння

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидтеу, тотықтыру

ОКСИДИРОВАНИЕ

ср.
оксидирлөө.

ОКСИДИРОВАНИЕ

Аксідзіраванне

ОКСИДИРОВАНИЕ

ossidazione

ОКСИДИРОВАНИЕ

oksidēšana

ОКСИДИРОВАНИЕ

oxidizing

ОКСИДИРОВАНИЕ

oxidation

ОКСИДИРОВАНИЕ

Oxidation

ОКСИДИРОВАНИЕ

oxidation

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидтеу

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидтеу

ОКСИДИРОВАНИЕ

тотықтау

ОКСИДИРОВАНИЕ

оксидтеу

Определение окисления и примеры — Биологический онлайн-словарь

Окисление

сущ. , множественное число: окисления

[ˌɒksɪˈdeɪʃən]

Определение: процесс, действие или результат окисления

Содержание

Определение окисления

Как определить окисление? Существует несколько определений процесса окисления. Окисление можно рассматривать как присоединение атома кислорода к соединению. Противоположность этому процессу называется восстановлением, при котором происходит удаление электрона.

Посмотрите на рисунок-1. Когда железная руда (Fe ₂ O ₃ ) реагирует с монооксидом углерода (CO), образуется железо (Fe) и газообразный диоксид углерода (CO ₂ ).

Где добавляется кислород? Добавляется в CO для получения CO ₂ . Таким образом, можно сказать, что СО окисляется. Какой окисленный CO? Fe ₂ O ₃ окисленный СО путем выделения кислорода; таким образом. Fe ₂ O ₃ называется «окислителем» .

Рисунок 1: Окисление CO до CO ₂ . Предоставлено: Джим Кларк – Определения окисления и восстановления.

Что CO сделал с Fe ₂ O ₃ ?

CO восстановленный Fe ₂ O ₃ путем удаления из него кислорода . Таким образом, мы можем сказать, что CO является « восстановителем» , который восстанавливает Fe ₂ O ₃ до чистого Fe (железа).

Ну, добавление или удаление кислорода является одним из определений окисления и восстановления, соответственно .

Биологическое определение:
Биологическое окисление — это биологический процесс, который включает потерю электронов, в отличие от процесса восстановления, при котором электроны приобретаются. Окисление и восстановление, однако, связаны вместе как окислительно-восстановительная реакция , которая является реакцией с выработкой энергии внутри клетки.

Этимология: от французского, от «оксидер», что означает «окислять», от оксида. Вариант: оксидирование. Сравните: уменьшение.

Существует более четкое определение этих процессов:

Окисление определяется как процесс, при котором электрон удаляется из молекулы во время химической реакции.

Что происходит при окислении? При окислении происходит перенос электронов . Другими словами, при окислении происходит потеря электронов . Существует обратный процесс окисления, известный как восстановление, в котором прирост электронов .

Давайте поймем химию окисления, наблюдая за приведенной ниже реакцией:

CuO + Mg → MgO + Cu

В приведенной выше реакции ион Mg теряет электроны с образованием оксида магния . Точно так же CuO получает электрон и становится чистой Cu ( медь ).

Окисление происходит, когда молекула, атом или ион повышают свою степень окисления. Реверсивный механизм известен как редукция 9. 0073 , что происходит по мере уменьшения количества электронов или степени окисления атома, молекулы или иона.

Еще одним хорошим примером является то, что фтористоводородная кислота образуется в результате реакции газообразного водорода и фтора:

h3 + F2 → 2HF

Вышеупомянутая реакция окисляет водород и восстанавливает фтор. Если описаны две полуреакции, реакцию можно понять лучше всего.

h3 → 2H+ + 2e-

F2 + 2e- → 2F-

Окисление с участием кислорода

Кислород был добавлен к соединению как старый метод окисления. Это произошло потому, что первым известным окислителем был газообразный кислород (O ₂ ). Хотя кислород обычно добавляют к соединению в соответствии с потерей потребности в электронах и увеличением степени окисления, концепция окисления была расширена за счет включения дополнительных химических реакций.

Старая концепция окисления железа в сочетании с кислородом для получения оксида железа является классическим примером реакции окисления. Железо окислилось до ржавчины. Химическая реакция следующая:

2Fe + O ₂ → Fe ₂ O ₃

Оксид железа, известный как ржавчина , образуется в результате окисления оксида железа.

Окисление с участием водорода

Окисление с участием кислорода — это современное значение термина окисление. Также есть другое описание водорода, которое можно использовать в органической химии. Это противоположно концепции кислорода и, таким образом, может создать путаницу. Все равно приятно помнить об этом. Окисление – это потеря водорода, согласно описанию, тогда как восстановление – получение водорода.

Примером этого является образование этанола путем окисления этанола.

CH ₃ CH ₂ OH → CH ₃ CHO

Известно, что этанол окисляется при потере водорода. Изменив уравнение и добавив водород к этанолу, можно уменьшить содержание этанола.

Химия «Нефтяная вышка»

Нефтяная вышка может быть использована для понимания современной концепции окисления и восстановления. Он имеет дело только с электронами, а не с кислородом или водородом. Это простая техника, позволяющая распознать и запомнить, какой элемент окисляется, а какой восстанавливается. Oil rig означает O окисление I s L oss, R eduction i s g ain o 9007 3 f e электрон.

Это удобное сокращение для обозначения потери или притока электронов. Атом становится ионом, если он получает или теряет электрон. Термин, используемый для объяснения этого механизма, зависит от того, потерял ли атом (окисление) или приобрел (восстановление) электрон.

Например, если атом водорода (H) теряет электрон, он становится положительно заряженным ионом (H+). Итак, можно сказать, что атом водорода окислился и произошла реакция окисления. И наоборот, если атом хлора (Cl) получает электрон, он становится отрицательно заряженным ионом (Cl ^– ). Поэтому говорят, что атом хлора восстановился и произошла реакция восстановления.

Процесс окисления

Процессы окисления и восстановления происходят одновременно и не могут осуществляться независимо друг от друга. Отдельные реакции окисления и восстановления принимают за полуреакции, затем две полуреакции объединяются, образуя полную реакцию. Полученные или потерянные электроны явно используются, так что полуреакция с электрическим зарядом уравновешивается. Комбинация этих полуреакций, формирующая чистое химическое уравнение, имеет тенденцию уравновешивать электроны.

Окислители и восстановители

Восстановитель передает электроны окислителю во время окислительно-восстановительного процесса. Таким образом, в реакции электроны теряются и окисляются восстановителем, а восстанавливаются за счет приобретения электронов окислителем.

Окислители

Окислители представляют собой вещества, которые могут терять электроны из другого вещества, считаются окислителями или окислителями и называются окислителями. Другими словами, окислитель отбирает электроны у другого материала и, таким образом, восстанавливается. Окислитель также можно назвать акцептор электронов , потому что он принимает электрон. Химикаты с высокой степенью окисления, такие как H ₂ O ₂ , MnO ^– ₄ , или элементы с высокой электроотрицательностью, такие как O ₂ , F ₂ , являются хорошими примерами окислителей.

Восстановители

Восстановители – это те вещества, которые обладают потенциалом восстанавливать другие вещества, заставляя их приобретать электроны, считаются восстановителями или восстановителями и называются «восстановителями» . Они окисляются и передают электроны другим веществам. Кроме того, восстановитель также известен как донор электронов , поскольку он отдает электрон другому веществу. Натрий, магний, железо, и т. д., , которые являются электроположительными металлами, являются хорошими примерами восстановителей.

Окислительно-восстановительные реакции (окислительно-восстановительные реакции)

Давайте теперь разберемся с концепцией окислительно-восстановительных реакций и их основных типов.

Что такое окислительно-восстановительная реакция?

Окислительно-восстановительная реакция , также известная как окислительно-восстановительная реакция , представляет собой реакцию, в которой изменяется степень окисления вовлеченных атомов. Понятие охватывает широкий спектр процессов. Многие реакции восстановления и окисления столь же естественны, как горение, ржавление и растворение металлов, потемнение фруктов и дыхание, а также фотосинтез, являющийся основным механизмом жизни.

Основные классификации

Окислительно-восстановительные процессы в основном требуют переноса атомов кислорода и водорода или электронов. Все три процесса имеют две общие черты: Во-первых, они связаны, что означает, что за реакцией окисления следует взаимная реакция восстановления. Во-вторых, речь идет о чистом химическом изменении, которое означает переход электрона или атома из одного вещества в другое.

В окислительно-восстановительных реакциях примеры трех типичных форм окислительно-восстановительных реакций приведены ниже, взаимность и результирующий сдвиг хорошо описаны.

Перенос атома кислорода

Происходит реакция между оксидами углерода и ртути с образованием диоксида углерода и металлической ртути. Связывающая способность оксида ртути считается равной +2, и изменение степени окисления можно увидеть ниже.

C + 2HgO → CO ₂ + Hg

Углерод окисляется при получении кислорода; в ртути удаляется оксид-кислород и снижается комплементарность. Чистое изменение включает переход от звеньев оксида ртути с двумя атомами кислорода к атому углерода.

Перенос атома водорода

В следующей реакции атомы водорода переходят на кислород из гидразина, соединения азота и водорода:

N ₂ H ₄ + O ₂ → N ₂ + 2H ₂ O

Гидразин окисляется до молекулярного азота, теряет водород, тогда как кислород восстанавливается до воды, приобретая водород.

Электронный перенос

Металлический цинк и ион меди реагируют в водном растворе с образованием металлической меди и водного раствора иона цинка.

Zn + Cu ²⁺ → Zn ²⁺ + Cu[a]

Металлический цинк окисляется, когда два его электрона переходят и становятся водным ионом цинка. Кроме того, ион меди получил электроны и был восстановлен до металлической меди. Перенос двух электронов — это чистое изменение, которое потерял цинк и приобрел медь.

Стехиометрическая основа

Никакая информация о механизме, посредством которого происходит изменение, не может быть получена, если окислительно-восстановительные процессы определяются, как указано выше. Общее объяснение известно как стехиометрия реакции, которая дает характерные пропорции сочетающихся элементов и соединений. Реакции известны как стехиометрические окислительно-восстановительные и неокислительно-восстановительные; стехиометрические группы включают атом кислорода, атом водорода и перенос электрона.

Изменение степени окисления

Новая теория молекулярной структуры сделала возможным полное описание процессов окисления и восстановления. Каждый атом содержит положительное ядро, окруженное отрицательными электронами, которые определяют характеристики связывания каждого элемента. Атомы отдают, приобретают или обмениваются электронами при образовании химических связей. Это позволяет присвоить каждому атому степень окисления, определяющую количество электронов, которые могут образовывать связи с другими атомами. Тенденция связывания внутри молекулы определяется конкретными атомами в молекуле и ее конкретной связывающей способностью, и каждый атом следует рассматривать как находящийся в определенной степени окисления, описываемой как степень окисления.

Окислительно-восстановительные процессы характеризуются как реакции, за которыми следует изменение степени окисления: увеличение степени окисления атома коррелирует с окислением; уменьшаться, уменьшаться. Реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления, известны как окислительно-восстановительные процессы, в которых увеличение степени окисления атома соответствует окислению, а уменьшение степени окисления соответствует восстановлению. Примером степени окисления элемента является Fe3+, что означает железо в степени окисления +3.

Примеры окисления

Очень эффективным окислителем является молекулярный кислород, который непосредственно окисляет почти все металлы и многие неметаллы. Эти прямые окисления приводят к нормальным оксидам, таким как литий, цинк, фосфор и сера.

• 4Li + O ₂ → 2Li ₂ O (оксид лития)
• 2Zn + O ₂ → 2ZnO (оксид цинка)
• 4P + 5O ₂ → P ₄ O ₁₀ (пентоксид фосфора)
• С + О ₂ → SO ₂ (двуокись серы)

Что такое окисление в химии?

Хорошим примером окисления в химии является замещение металла. В соединении или растворе атом металла замещает другой атом металла. Медь, например, образуется при реакции металлического цинка в растворе сульфата меди (II):

Zn(т) + CuSO ₄ (водн.) → ZnSO ₄ (водн. ) + Cu( s)

В приведенном выше примере окислительно-восстановительной реакции в растворе сульфата меди ион меди (II) замещается металлическим цинком и образуется свободная металлическая медь. Реакция протекает самопроизвольно и дает 213 кДж на 65 г цинка, поскольку по сравнению с цинком низкая энергия металлической меди обусловлена ​​​​связью через ее d-орбитали, которые частично заполнены.

Реакция для ионного уравнения:

Zn + Cu ²⁺ → Zn ²⁺ + Cu

В результате двух полуреакций цинк окисляется:

Zn → Zn ²⁺ + 2е ^–

А медь восстанавливается:

Cu ²⁺ + 2e ^– → Cu

через провод к меди электрод, погруженный в CuSO ₄ решение. Кредит: штат Огайо — схема гальванического элемента, CC BY-SA 4.0

Еще одним примером является восстановление нитратов до азота в присутствии кислоты, известное как денитрификация. Реакцию можно записать так:

2NO ^– ₃ + 10e ^– + 12H ⁺ → N ₂ + 6H ₂ O 9 0006

При сжигании углеводородов, как и в двигателях внутреннего сгорания, образуется H ₂ O, CO, некоторые частично окисленные источники CO ₂ и тепловая энергия. Полное окисление углеродсодержащих материалов создает CO ₂ .

При окислении углеводородов в органической химии кислородом образуется вода, а затем спирт, альдегид или карбоновая кислота, кетон, а затем перекись.

Что такое окисление в биологии?

Многочисленные важные процессы требуют окислительно-восстановительных реакций. Клеточное дыхание, например, в биологии — это окисление глюкозы до углекислого газа и кислорода до восстановления воды. Уравнение клеточного дыхания резюмируется следующим образом:

C[b] ₆ H[c] ₁₂ O[d] ₆ + 6O[e] ₂ → 6CO[f] ₂ + 6H[g] ₂ O[h]

механизм клеточного дыхания также в значительной степени зависит от восстановления НАД+ до НАДН и обратной реакции (окисление НАДН до НАД+). И фотосинтез, и клеточное дыхание связаны между собой; однако при клеточном дыхании фотосинтез не является обратным окислительно-восстановительной реакции.

6CO ₂ + 6H ₂ O + энергия света → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

В ходе окислительно-восстановительных реакций часто собирается и высвобождается биологическая энергия.

Рисунок 4: Цикл Кребса клеточного дыхания. Источник

Фотосинтез требует восстановления углекислого газа до сахаров, а также окисления воды молекулярным кислородом. Вода и CO ₂ производятся путем окисления сахаров посредством обратной реакции дыхания. Молекулы восстановленного углерода используются в качестве промежуточных стадий для восстановления NAD+ (никотинамидадениндинуклеотида) до NADH, что затем помогает создать градиент протонов, который активирует синтез аденозинтрифосфата (АТФ) и сохраняет восстановление кислорода. Функции митохондрий сопоставимы.