Oxidation vs. Verbrennung
Oxidations-Reduktions-Reaktionen sind eine grundlegende Art chemischer Reaktionen, denen wir im Leben häufig begegnen.
Oxidation
Ursprünglich wurden Oxidationsreaktionen als Reaktionen identifiziert, an denen Sauerstoffgas teilnimmt. Dort verbindet sich Sauerstoff mit einem anderen Molekül zu einem Oxid. Bei dieser Reaktion wird Sauerstoff reduziert und die andere Substanz oxidiert. Daher fügt die Oxidationsreaktion im Wesentlichen einer anderen Substanz Sauerstoff hinzu. Zum Beispiel wird in der folgenden Reaktion Wasserstoff oxidiert und daher wurden Sauerstoffatome zu Wasserstoff hinzugefügt, wodurch Wasser gebildet wird.
2H2 + O2 -> 2H2O
Oxidation lässt sich auch als Verlust von Wasserstoff beschreiben. Es gibt Fälle, in denen es schwierig ist, Oxidation als Zugabe von Sauerstoff zu beschreiben. Beispielsweise wurde in der folgenden Reaktion sowohl Kohlenstoff als auch Wasserstoff mit Sauerstoff versetzt, aber nur Kohlenstoff wurde oxidiert. In diesem Fall kann die Oxidation so beschrieben werden, dass es sich um den Verlust von Wasserstoff handelt. Da bei der Erzeugung von Kohlendioxid Wasserstoff aus Methan entfernt wurde, wurde dort Kohlenstoff oxidiert.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Ein weiterer alternativer Ansatz zur Beschreibung der Oxidation ist der Verlust von Elektronen. Dieser Ansatz kann verwendet werden, um chemische Reaktionen zu erklären, bei denen wir keine Oxidbildung oder Wasserstoffverlust sehen können. Auch wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, können wir die Oxidation mit diesem Ansatz erklären. Beispielsweise hat sich Magnesium in der folgenden Reaktion in Magnesiumionen umgewandelt. Da Magnesium zwei Elektronen verloren hat, wurde es oxidiert und Chlorgas ist das Oxidationsmittel.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Oxidationszustand hilft, die Atome zu identifizieren, die einer Oxidation unterzogen wurden. Nach der IUPAC-Definition ist der Oxidationszustand „ein Maß für den Oxidationsgrad eines Atoms in einer Substanz. Sie ist definiert als die Ladung, die ein Atom haben könnte.“Der Oxidationszustand ist ein ganzzahliger Wert und kann entweder positiv, negativ oder null sein. Der Oxidationszustand eines Atoms ändert sich bei einer chemischen Reaktion. Wenn die Oxidationsstufe zunimmt, wird das Atom als oxidiert bezeichnet. Wie in der obigen Reaktion hat Magnesium die Oxidationsstufe null und das Magnesiumion hat die Oxidationsstufe +2. Da die Oxidationszahl gestiegen ist, ist Magnesium oxidiert.
Verbrennung
Verbrennung oder Erwärmung ist eine Reaktion, bei der Wärme durch eine exotherme Reaktion erzeugt wird. Damit die Reaktion stattfinden kann, sollten ein Brennstoff und ein Oxidationsmittel vorhanden sein. Stoffe, die der Verbrennung unterliegen, werden als Brennstoffe bezeichnet. Dies können Kohlenwasserstoffe wie Benzin, Diesel, Methan oder Wasserstoffgas usw. sein. Normalerweise ist das Oxidationsmittel Sauerstoff, aber es können auch andere Oxidationsmittel wie Fluor vorhanden sein. Bei der Reaktion wird der Brennstoff durch das Oxidationsmittel oxidiert. Daher ist dies eine Oxidationsreaktion. Wenn Kohlenwasserstoff-Brennstoffe verwendet werden, sind die Produkte nach einer vollständigen Verbrennung normalerweise Kohlendioxid und Wasser. Wenn die Verbrennung jedoch nicht vollständig erfolgt ist, können Kohlenmonoxid und andere Partikel in die Atmosphäre freigesetzt werden, was eine große Umweltverschmutzung verursachen kann.
Was ist der Unterschied zwischen Oxidation und Verbrennung?
• Verbrennung ist eine Oxidationsreaktion.
• Für die Verbrennung ist Sauerstoff das übliche Oxidationsmittel, aber für eine Oxidationsreaktion ist Sauerstoff nicht unbedingt erforderlich.
• Bei der Verbrennung sind die Produkte hauptsächlich Wasser und Kohlendioxid, aber bei der Oxidation kann das Produkt je nach Ausgangsmaterial variieren. Sie haben jedoch immer eine höhere Oxidationsstufe als die Reaktanten.
• Bei Verbrennungsreaktionen entstehen Wärme und Licht, und aus der Energie kann Arbeit verrichtet werden. Aber für Oxidationsreaktionen trifft das nicht immer zu.
