Oxidatie versus verbranding
Oxidatiereductiereacties zijn een basistype van chemische reacties die we vaak tegenkomen in het leven.
Oxidatie
Oorspronkelijk werden oxidatiereacties geïdentificeerd als de reacties waaraan zuurstofgas deelneemt. Daar combineert zuurstof met een ander molecuul om een oxide te produceren. In deze reactie ondergaat zuurstof reductie en de andere stof ondergaat oxidatie. Daarom is oxidatiereactie eigenlijk het toevoegen van zuurstof aan een andere stof. In de volgende reactie ondergaat waterstof bijvoorbeeld oxidatie en daarom is een zuurstofatoom toegevoegd aan waterstof dat water vormt.
2H2 + O2 -> 2H2O
Een andere manier om oxidatie te beschrijven is als verlies van waterstof. Er zijn gevallen waarin het moeilijk is om oxidatie te beschrijven als het toevoegen van zuurstof. In de volgende reactie is bijvoorbeeld zuurstof toegevoegd aan zowel koolstof als waterstof, maar heeft alleen koolstof oxidatie ondergaan. In dit geval kan oxidatie worden beschreven door te zeggen dat het het verlies van waterstof is. Omdat waterstof uit methaan is verwijderd bij het produceren van koolstofdioxide, is koolstof daar geoxideerd.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Een andere alternatieve benadering om oxidatie te beschrijven is als het verliezen van elektronen. Deze benadering kan worden gebruikt om chemische reacties te verklaren, waarbij we geen oxidevorming of waterstofverlies kunnen zien. Dus zelfs als er geen zuurstof is, kunnen we oxidatie met deze benadering verklaren. In de volgende reactie is magnesium bijvoorbeeld omgezet in magnesiumionen. Aangezien magnesium twee elektronen heeft verloren, heeft het oxidatie ondergaan en is chloorgas het oxidatiemiddel.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Oxidatietoestand helpt bij het identificeren van de atomen die oxidatie hebben ondergaan. Volgens de IUPAC-definitie is de oxidatietoestand een maat voor de mate van oxidatie van een atoom in een stof. Het wordt gedefinieerd als de lading die een atoom zou kunnen hebben.” Oxidatietoestand is een geheel getal en kan positief, negatief of nul zijn. Oxidatietoestand van een atoom is onderhevig aan verandering bij chemische reactie. Als de oxidatietoestand toeneemt, wordt gezegd dat het atoom is geoxideerd. Zoals in de bovenstaande reactie, heeft magnesium een oxidatietoestand van nul en magnesiumion heeft een oxidatietoestand van +2. Sinds het oxidatiegetal is toegenomen, is magnesium geoxideerd.
Verbranding
Verbranding of verwarming is een reactie waarbij warmte wordt geproduceerd door een exotherme reactie. Om de reactie te laten plaatsvinden, moeten er een brandstof en een oxidatiemiddel aanwezig zijn. Stoffen die de verbranding ondergaan, worden brandstoffen genoemd. Dit kunnen koolwaterstoffen zijn zoals benzine, diesel, methaan of waterstofgas, enz. Gewoonlijk is het oxidatiemiddel zuurstof, maar er kunnen ook andere oxidatiemiddelen zijn, zoals fluor. Bij de reactie wordt de brandstof geoxideerd door het oxidatiemiddel. Daarom is dit een oxidatiereactie. Wanneer koolwaterstofbrandstoffen worden gebruikt, zijn de producten na een volledige verbranding meestal kooldioxide en water. Als de verbranding echter niet volledig is gebeurd, kunnen koolmonoxide en andere deeltjes in de atmosfeer terechtkomen en dat kan veel vervuiling veroorzaken.
Wat is het verschil tussen oxidatie en verbranding?
• Verbranding is een oxidatiereactie.
• Voor verbranding is zuurstof het gebruikelijke oxidatiemiddel, maar om een oxidatiereactie te laten plaatsvinden, is zuurstof niet essentieel.
• Bij verbranding zijn de producten voornamelijk water en koolstofdioxide, maar bij oxidatie kan het product variëren afhankelijk van het uitgangsmateriaal. Ze zullen echter altijd een hogere oxidatietoestand hebben dan de reactanten.
• Bij verbrandingsreacties wordt warmte en licht geproduceerd en kan met de energie gewerkt worden. Maar voor oxidatiereacties is dit niet altijd waar.
