EJEN PENGURANGAN: APA ITU, YANG PALING KUAT, CONTOH - KIMIA - 2025

A agen penurunan adalah bahan yang mempunyai fungsi mengurangkan agen pengoksidaan dalam reaksi oksida-pengurangan. Ejen pengurangan adalah penderma elektron secara semula jadi, biasanya bahan yang berada pada tahap pengoksidaan terendah dan dengan jumlah elektron yang tinggi.

Terdapat tindak balas kimia di mana keadaan pengoksidaan atom berbeza. Tindak balas ini melibatkan proses pengurangan dan proses pengoksidaan pelengkap. Dalam tindak balas ini, satu atau lebih elektron dari satu molekul, atom, atau ion dipindahkan ke molekul, atom, atau ion lain. Ini melibatkan penghasilan reaksi pengurangan oksida.

Semasa proses pengurangan oksida, unsur atau sebatian yang kehilangan (atau menderma) elektronnya (atau elektron) disebut sebagai agen pengurangan, berbeza dengan agen pengoksidaan yang merupakan reseptor elektron. Ejen pengurangan kemudian dikatakan mengurangkan agen pengoksidaan, dan agen pengoksidaan mengoksidakan agen pengurangan.

Ejen pengurangan yang terbaik atau paling kuat adalah agen dengan radius atom tertinggi; iaitu, mereka mempunyai jarak yang lebih besar dari inti mereka ke elektron yang mengelilinginya.

Ejen pengurang biasanya logam atau ion negatif. Ejen pengurangan yang biasa termasuk asid askorbik, sulfur, hidrogen, besi, litium, magnesium, mangan, kalium, natrium, vitamin C, zink, dan bahkan ekstrak wortel.

Apa itu agen pengurangan?

Seperti yang telah disebutkan, agen pengurangan bertanggungjawab untuk mengurangkan agen pengoksidaan apabila tindak balas pengurangan oksida berlaku.

Reaksi sederhana dan tipikal reaksi pengurangan oksida adalah tindak balas pernafasan sel aerobik:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6O ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

Dalam kes ini, di mana glukosa (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) bertindak balas dengan oksigen (O ₂ ), glukosa berperanan sebagai agen pengurangan untuk memberikan elektron kepada oksigen - iaitu oksidasi - dan oksigen adalah menjadi agen pengoksidaan.

Dalam kimia organik, agen pengurangan yang terbaik adalah reagen yang memberikan hidrogen (H ₂ ) kepada tindak balas. Dalam bidang kimia ini, reaksi pengurangan merujuk kepada penambahan hidrogen ke molekul, walaupun definisi di atas (reaksi pengurangan oksida) juga berlaku.

Faktor-faktor yang menentukan kekuatan agen pengurangan

Agar suatu bahan dianggap "kuat" diharapkan molekul, atom atau ion yang lebih mudah melepaskan elektronnya.

Untuk ini, terdapat serangkaian faktor yang mesti diambil kira untuk mengenali daya yang mungkin dimiliki oleh agen pengurangan: elektronegativiti, radius atom, tenaga pengionan dan potensi pengurangan.

Elektronegativiti

Elektronegativiti adalah sifat yang menggambarkan kecenderungan atom untuk menarik sepasang elektron terikat ke arahnya. Semakin tinggi elektronegativiti, semakin besar daya tarikan yang diberikan atom pada elektron yang mengelilinginya.

Dalam jadual berkala, elektronegativiti meningkat dari kiri ke kanan, jadi logam alkali adalah unsur elektronegatif paling sedikit.

Radio atom

Kekayaan inilah yang mengukur bilangan atom. Ia merujuk kepada jarak khas atau purata dari pusat nukleus atom ke sempadan awan elektron di sekitarnya.

Sifat ini tidak tepat - dan sebagai tambahan, beberapa daya elektromagnetik terlibat dalam definisinya - tetapi diketahui bahawa nilai ini menurun dari kiri ke kanan dalam jadual berkala, dan meningkat dari atas ke bawah. Inilah sebabnya mengapa logam alkali, terutamanya cesium, dianggap mempunyai radius atom yang lebih tinggi.

Tenaga pengionan

Sifat ini ditakrifkan sebagai tenaga yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron terikat paling sedikit dari atom (elektron valensi) untuk membentuk kation.

Dikatakan bahawa semakin dekat elektron ke inti atom yang mereka kelilingi, semakin tinggi tenaga pengionan atom.

Tenaga pengionan meningkat dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas dalam jadual berkala. Sekali lagi, logam (terutamanya yang beralkali) mempunyai tenaga pengionan yang lebih rendah.

Potensi pengurangan

Ini adalah ukuran kecenderungan spesies kimia untuk memperoleh elektron dan, oleh itu, dikurangkan. Setiap spesies mempunyai potensi pengurangan intrinsik: semakin tinggi potensinya, semakin besar pertaliannya dengan elektron dan juga kemampuannya untuk dikurangkan.

Ejen pengurangan adalah bahan dengan potensi pengurangan terendah, kerana pertaliannya yang rendah dengan elektron.

Ejen pengurangan yang lebih kuat

Dengan faktor-faktor yang dijelaskan di atas, dapat disimpulkan bahawa untuk mencari agen pengurangan "kuat" atom atau molekul dengan elektronegativiti rendah, radius atom tinggi dan tenaga pengionan rendah diinginkan.

Seperti yang telah disebutkan, logam alkali mempunyai ciri-ciri ini dan dianggap sebagai agen pengurang kuat.

Sebaliknya, litium (Li) dianggap sebagai agen pengurang terkuat kerana mempunyai potensi pengurangan terendah, sementara molekul LiAlH ₄ dianggap sebagai agen pengurangan terkuat dari semua, kerana mengandungi ini dan ciri-ciri lain yang diinginkan.

Contoh tindak balas dengan agen pengurangan

Terdapat banyak kes pengurangan karat dalam kehidupan seharian. Beberapa wakil paling terperinci di bawah:

Contoh 1

Tindak balas pembakaran oktana (komponen utama petrol):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25O ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

Ini dapat dilihat bagaimana oktan (agen pengurangan) menyumbangkan elektron kepada oksigen (agen pengoksidaan), membentuk karbon dioksida dan air dalam jumlah yang banyak.

Contoh 2

Hidrolisis glukosa adalah satu lagi contoh berguna pengurangan biasa:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ H + 2ATP + 2NADH

Dalam tindak balas ini molekul NAD (reseptor elektron dan agen pengoksidaan dalam tindak balas ini) mengambil elektron dari glukosa (agen pengurangan).

Contoh 3

Terakhir, dalam tindak balas ferik oksida

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ ( ₂ ) + 2Fe (l)

Ejen pengurang adalah aluminium, sementara agen pengoksidaan adalah besi.

Rujukan

1. Wikipedia. (sf). Wikipedia. Diperolehi dari en.wikipedia.org
2. BBC. (sf). BBC.co.uk. Diperolehi dari bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). LibreTexts Kimia. Diperolehi dari chem.libretexts.org
4. Penyelidikan, B. (sf). Web Penyelidikan Bodner. Diperolehi dari chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Prinsip Kimia: Pencarian Wawasan.