Oxidation vs. forbrænding
Oxidationsreduktionsreaktioner er en grundlæggende type kemiske reaktioner, som vi ofte støder på i livet.
Oxidation
Oprindeligt blev oxidationsreaktioner identificeret som de reaktioner, hvori oxygengas deltager. Der kombineres oxygen med et andet molekyle for at producere et oxid. I denne reaktion undergår oxygen reduktion, og det andet stof gennemgår oxidation. Derfor er oxidationsreaktion grundlæggende at tilføje ilt til et andet stof. For eksempel undergår hydrogen i den følgende reaktion oxidation, og derfor er oxygenatomet tilsat hydrogendannende vand.
2H2 + O2 -> 2H2O
En anden måde at beskrive oxidation på er som tab af brint. Der er nogle tilfælde, hvor det er svært at beskrive oxidation som tilsætning af ilt. For eksempel er der i den følgende reaktion tilsat ilt til både kulstof og brint, men kun kulstof har undergået oxidation. I dette tilfælde kan oxidation beskrives ved at sige, at det er tabet af brint. Efterhånden som hydrogener er blevet fjernet fra metan, når de producerer kuldioxid, er kulstof der blevet oxideret.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
En anden alternativ tilgang til at beskrive oxidation er som tab af elektroner. Denne tilgang kan bruges til at forklare kemiske reaktioner, hvor vi ikke kan se en oxiddannelse eller tab af brint. Så selv når der ikke er ilt, kan vi forklare oxidation ved hjælp af denne tilgang. For eksempel i den følgende reaktion er magnesium omdannet til magnesiumioner. Siden magnesium har mistet to elektroner, har det undergået oxidation, og klorgas er oxidationsmidlet.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Oxidationstilstand hjælper med at identificere de atomer, der har gennemgået oxidation. Ifølge IUPAC-definitionen er oxidationstilstand "et mål for graden af oxidation af et atom i et stof. Det er defineret som den ladning, et atom kan forestille sig at have." Oxidationstilstand er en heltalværdi, og den kan enten være positiv, negativ eller nul. Et atoms oxidationstilstand udsættes for ændringer ved kemisk reaktion. Hvis oxidationstilstanden er stigende, så siges atomet at være oxideret. Som i ovenstående reaktion har magnesium nul oxidationstilstand og magnesiumion har +2 oxidationstilstand. Siden oxidationstallet er steget, er magnesium oxideret.
Forbrænding
Forbrænding eller opvarmning er en reaktion, hvor varme produceres ved en eksoterm reaktion. For at reaktionen kan finde sted, skal der være et brændstof og et oxidationsmiddel. Stoffer, der gennemgår forbrændingen, er kendt som brændstoffer. Disse kan være kulbrinter som benzin, diesel, metan eller brintgas osv. Oxidationsmidlet er norm alt oxygen, men der kan også være andre oxidanter som fluor. I reaktionen oxideres brændstoffet af oxidanten. Derfor er dette en oxidationsreaktion. Når der anvendes kulbrintebrændstoffer, er produkterne efter en fuldstændig afbrænding norm alt kuldioxid og vand. Men hvis afbrændingen ikke skete fuldstændigt, kan kulilte og andre partikler frigives til atmosfæren, og det kan forårsage en masse forurening.
Hvad er forskellen mellem oxidation og forbrænding?
• Forbrænding er en oxidationsreaktion.
• Til forbrænding er den sædvanlige oxidant oxygen, men for at en oxidationsreaktion kan finde sted, er oxygen ikke afgørende.
• Ved forbrænding er produkterne primært vand og kuldioxid, men ved oxidation kan produktet variere afhængigt af udgangsmaterialet. De vil dog altid have en højere oxidationstilstand end reaktanterne.
• Ved forbrændingsreaktioner produceres varme og lys, og der kan arbejdes ud fra energien. Men for oxidationsreaktioner er dette ikke altid sandt.
