İNDIRGEYICI AJAN: NEDIR, EN GÜÇLÜSÜ, ÖRNEKLER - KIMYA - 2024

Bir indirgeme maddesi , bir oksit indirgeme reaksiyonunda bir oksitleyici maddeyi indirgeme işlevine sahip bir maddedir. İndirgeyici ajanlar, doğaları gereği elektron vericilerdir, tipik olarak en düşük oksidasyon seviyelerinde ve yüksek miktarda elektron içeren maddelerdir.

Atomların oksidasyon durumlarının değiştiği kimyasal bir reaksiyon vardır. Bu reaksiyonlar, bir indirgeme sürecini ve tamamlayıcı bir oksidasyon sürecini içerir. Bu reaksiyonlarda, bir molekül, atom veya iyondan bir veya daha fazla elektron başka bir moleküle, atoma veya iyona aktarılır. Bu, bir oksit indirgeme reaksiyonunun üretilmesini içerir.

Oksit indirgeme işlemi sırasında, elektronunu (veya elektronlarını) kaybeden (veya bağışlayan) bu element veya bileşiğe, elektron reseptörü olan oksitleyici ajanın aksine indirgeme ajanı denir. İndirgeyici maddelerin daha sonra oksitleyici maddeyi indirgediği ve oksitleyici maddenin indirgeyici maddeyi oksitlediği söylenir.

En iyi veya en güçlü indirgeme maddeleri, en yüksek atom yarıçapına sahip olanlardır; yani, çekirdeklerinden onu çevreleyen elektronlara kadar daha büyük bir mesafeye sahiptirler.

İndirgeyici maddeler genellikle metaller veya negatif iyonlardır. Yaygın indirgeme ajanları arasında askorbik asit, kükürt, hidrojen, demir, lityum, magnezyum, manganez, potasyum, sodyum, C vitamini, çinko ve hatta havuç özü bulunur.

İndirgeyici ajanlar nelerdir?

Daha önce bahsedildiği gibi, indirgeme ajanları, bir oksit indirgeme reaksiyonu meydana geldiğinde bir oksitleyici ajanın indirgenmesinden sorumludur.

Oksit azaltma reaksiyonunun basit ve tipik bir reaksiyonu, aerobik hücresel solunum reaksiyonudur:

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

Glikozun (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) oksijenle (O ₂ ) reaksiyona girdiği bu durumda, glikoz oksijene elektron vermek için indirgeyici ajan olarak davranmaktadır - yani oksitlenmektedir - ve oksijen oksitleyici bir ajan haline gelir.

Organik kimyada iyi indirgeme maddeleri, hidrojen temin eden reaktifler (H, ₂ reaksiyonuna). Bu kimya alanında, indirgeme reaksiyonu, yukarıdaki tanım (oksit indirgeme reaksiyonları) da geçerli olmasına rağmen, bir moleküle hidrojenin eklenmesini ifade eder.

İndirgeyici bir ajanın gücünü belirleyen faktörler

Bir maddenin "güçlü" olarak kabul edilebilmesi için, bunların elektronlarını az çok kolayca atan moleküller, atomlar veya iyonlar olması beklenir.

Bunun için, bir indirgeyici maddenin sahip olabileceği kuvveti tanımak için dikkate alınması gereken bir dizi faktör vardır: elektronegatiflik, atomik yarıçap, iyonlaşma enerjisi ve indirgeme potansiyeli.

Elektronegativite

Elektronegatiflik, bir atomun kendisine doğru bir çift bağlı elektron çekme eğilimini tanımlayan özelliktir. Elektronegatiflik ne kadar yüksekse, atomun kendisini çevreleyen elektronlara uyguladığı çekici kuvvet o kadar büyük olur.

Periyodik tabloda, elektronegatiflik soldan sağa doğru artar, bu nedenle alkali metaller en az elektronegatif elementlerdir.

Atomik radyo

Atom sayısını ölçen özelliktir. Bir atom çekirdeğinin merkezinden çevreleyen elektron bulutunun sınırına olan tipik veya ortalama mesafeyi ifade eder.

Bu özellik kesin değildir - ayrıca tanımında birkaç elektromanyetik kuvvet vardır - ancak bu değerin periyodik tabloda soldan sağa azaldığı ve yukarıdan aşağıya doğru arttığı bilinmektedir. Bu nedenle alkali metallerin, özellikle de sezyumun daha yüksek atom yarıçapına sahip olduğu düşünülmektedir.

İyonlaşma enerjisi

Bu özellik, bir katyon oluşturmak için bir atomdan (değerlik elektronu) en az bağlı elektronu çıkarmak için gereken enerji olarak tanımlanır.

Elektronlar çevreledikleri atomun çekirdeğine ne kadar yakınsa, atomun iyonlaşma enerjisi o kadar yüksek olur.

İyonlaşma enerjisi periyodik tabloda soldan sağa ve aşağıdan yukarıya doğru artar. Yine, metaller (özellikle alkali olanlar) daha düşük iyonlaşma enerjisine sahiptir.

Azaltma potansiyeli

Bir kimyasal türün elektron elde etme ve dolayısıyla indirgenme eğiliminin ölçüsüdür. Her türün kendine özgü bir indirgeme potansiyeli vardır: Potansiyel ne kadar yüksekse, elektronlara afinitesi o kadar artar ve ayrıca azaltılma yeteneği de o kadar yüksektir.

İndirgeyici ajanlar, elektronlara olan düşük afiniteleri nedeniyle en düşük indirgeme potansiyeline sahip maddelerdir.

Daha güçlü indirgeme ajanları

Yukarıda açıklanan faktörlerle, "güçlü" bir indirgeme ajanı bulmak için düşük elektronegatifliğe, yüksek atom yarıçapına ve düşük iyonizasyon enerjisine sahip bir atom veya molekülün istendiği sonucuna varılabilir.

Daha önce bahsedildiği gibi, alkali metaller bu özelliklere sahiptir ve en güçlü indirgeyici maddeler olarak kabul edilir.

Öte yandan, lityum (Li), en düşük indirgeme potansiyeline sahip olduğu için en güçlü indirgeyici madde olarak kabul edilirken, LiAlH ₄ molekülü , bunu ve diğer istenen özellikleri içerdiği için en güçlü indirgeme maddesi olarak kabul edilir.

İndirgeyici maddelerle reaksiyon örnekleri

Günlük yaşamda birçok pas azaltma vakası vardır. En çok temsil edenlerden bazıları aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır:

örnek 1

Oktanın (benzinin ana bileşeni) yanma reaksiyonu:

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

Oktanın (indirgeyici ajan) elektronları oksijene (oksitleyici ajan) nasıl bağışladığı, büyük miktarlarda karbondioksit ve su oluşturduğu görülebilir.

Örnek 2

Glikoz hidrolizi, yaygın bir azalmanın başka bir yararlı örneğidir:

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

Bu reaksiyonda NAD molekülleri (bu reaksiyondaki bir elektron reseptörü ve oksitleyici ajan), glikozdan (indirgeyici ajan) elektron alır.

Örnek 3

Son olarak, ferrik oksit reaksiyonunda

Fe ₂ O ₃ (k) + 2A (ler) Al → ₂ O ₃ (k) + 2Fe (I)

İndirgeyici ajan alüminyumdur, oksitleyici ajan ise demirdir.

Referanslar

1. Vikipedi. (Sf). Vikipedi. En.wikipedia.org adresinden alındı
2. BBC. (Sf). Bbc.co.uk. Bbc.co.uk adresinden kurtarıldı
3. Pearson, D. (nd). Kimya LibreTexts. Chem.libretexts.org'dan alındı
4. Araştırma, B. (sf). Bodner Araştırma Web. Chemed.chem.purdue.edu adresinden kurtarıldı
5. Peter Atkins, LJ (2012). Kimyasal İlkeler: İçgörü Arayışı.