ก่อนที่จะระบุตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด เราจะพยายามชี้แจงประเด็นทางทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อนี้
คำนิยาม
ในทางเคมี สารออกซิไดซ์หมายถึงอะตอมที่เป็นกลางหรืออนุภาคมีประจุที่รับอิเล็กตรอนจากอนุภาคอื่นในปฏิกิริยา
ตัวอย่างของสารออกซิไดซ์
เพื่อที่จะระบุตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดควรสังเกตว่าตัวบ่งชี้นี้ขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชัน ตัวอย่างเช่นในโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตสำหรับแมงกานีสคือ +7 นั่นคือสูงสุด
สารประกอบนี้รู้จักกันดีในชื่อโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์โดยทั่วไป มันสามารถนำมาใช้ใน เคมีอินทรีย์สำหรับ ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับการเชื่อมต่อที่หลากหลาย
เมื่อพิจารณาหาสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด เราจะเน้นไปที่กรดไนตริก มันถูกเรียกว่าราชินีแห่งกรดอย่างถูกต้องเพราะสารประกอบเฉพาะนี้แม้จะอยู่ในรูปแบบเจือจางก็สามารถทำปฏิกิริยากับโลหะที่อยู่ในชุดเคมีไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้าของโลหะหลังไฮโดรเจน
เมื่อพิจารณาถึงสารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังที่สุด สารประกอบโครเมียมก็ไม่สามารถละเลยได้ เกลือโครเมียมถือเป็นสารออกซิไดซ์ที่สว่างที่สุดชนิดหนึ่งซึ่งใช้ในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ
กลุ่มสารออกซิไดซ์
ทั้งโมเลกุลที่เป็นกลางและอนุภาคที่มีประจุ (ไอออน) ถือได้ว่าเป็นตัวออกซิไดซ์ หากคุณวิเคราะห์อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน ก็จำเป็นต้องมีอิเล็กตรอนตั้งแต่สี่ถึงเจ็ดตัว
เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นองค์ประกอบ p ที่แสดงคุณลักษณะออกซิไดซ์อย่างแรง ซึ่งรวมถึงอโลหะทั่วไปด้วย
สารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังที่สุดคือฟลูออรีนซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่มย่อยฮาโลเจน
ในบรรดาสารออกซิไดซ์ที่อ่อนแอเราสามารถพิจารณาตัวแทนของกลุ่มที่สี่ของตารางธาตุได้ คุณสมบัติการออกซิไดซ์ในกลุ่มย่อยหลักลดลงตามธรรมชาติพร้อมกับรัศมีอะตอมที่เพิ่มขึ้น
เมื่อคำนึงถึงรูปแบบนี้ สังเกตได้ว่าตะกั่วมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์น้อยที่สุด
สารออกซิไดซ์ที่ไม่ใช่โลหะที่แรงที่สุดคือสารที่ไม่สามารถบริจาคอิเล็กตรอนให้กับอะตอมอื่นได้
องค์ประกอบต่างๆ เช่น โครเมียมและแมงกานีส ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เกิดปฏิกิริยาทางเคมี ไม่เพียงแต่แสดงการออกซิไดซ์เท่านั้น แต่ยังช่วยลดคุณสมบัติอีกด้วย
พวกเขาสามารถเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันจากค่าที่ต่ำกว่าไปเป็นค่าที่สูงกว่า โดยให้อิเล็กตรอนแก่อะตอมอื่น (ไอออน) เพื่อจุดประสงค์นี้
ไอออนของโลหะมีตระกูลทั้งหมด แม้ในระดับออกซิเดชันที่น้อยที่สุด ก็แสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่แรง และเข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีอย่างแข็งขัน
เมื่อพูดถึงสารออกซิไดซ์ที่แรง การละเลยออกซิเจนโมเลกุลอาจเป็นเรื่องผิด มันเป็นโมเลกุลไดอะตอมมิกที่ถือว่าเป็นหนึ่งในสารออกซิไดซ์ที่เข้าถึงได้และแพร่หลายมากที่สุดดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ตัวอย่างเช่นเมื่อมีสารออกซิไดซ์ในรูปของออกซิเจนโมเลกุลเอธานอลสามารถเปลี่ยนเป็นเอทานอลได้ซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์กรดอะซิติกในภายหลัง โดยสามารถออกซิเดชั่นได้จาก ก๊าซธรรมชาติแม้แต่แอลกอฮอล์อินทรีย์ (เมทานอล)
บทสรุป
กระบวนการรีดอกซ์มีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในห้องปฏิบัติการเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการผลิตทางอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์อินทรีย์และอนินทรีย์ต่างๆ นั่นคือสาเหตุว่าทำไมการเลือกตัวออกซิไดซ์ที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญมาก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำปฏิกิริยาและเพิ่มผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา
ตามหน้าที่ของพวกเขาในกระบวนการรีดอกซ์ ผู้เข้าร่วมจะถูกแบ่งออกเป็นตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์
สารออกซิไดซ์คืออะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่รับอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่น สถานะออกซิเดชันของตัวออกซิไดซ์จะลดลง
ผู้ฟื้นฟู– อะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่บริจาคอิเล็กตรอนให้กับอะตอมอื่น สถานะออกซิเดชันของตัวรีดิวซ์จะเพิ่มขึ้น ในระหว่างปฏิกิริยารีดอกซ์ สารออกซิไดซ์จะลดลง สารรีดิวซ์จะถูกออกซิไดซ์ และกระบวนการทั้งสองเกิดขึ้นพร้อมกัน
ดังนั้นสารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์จะมีปฏิกิริยาโต้ตอบในสัดส่วนที่จำนวนอิเล็กตรอนที่รับและปล่อยเท่ากัน
การแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์โดยอะตอมของธาตุต่างๆ โดยเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย สิ่งสำคัญที่สุด ได้แก่ ตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางธาตุ, สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในสารที่กำหนด, คุณสมบัติพิเศษของผู้เข้าร่วมคนอื่น ๆ ในปฏิกิริยา (ลักษณะของตัวกลางสำหรับการแก้ปัญหา, ความเข้มข้นของรีเอเจนต์, อุณหภูมิ คุณสมบัติสเตอริโอเคมีของอนุภาคเชิงซ้อน ฯลฯ)
สารออกซิไดซ์
สารออกซิไดซ์สามารถเป็นได้ทั้งสารธรรมดาและสารเชิงซ้อน ลองพิจารณาว่าปัจจัยใดเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติออกซิเดชั่น (และลด) ของสาร
ความสามารถในการออกซิไดซ์ของสารอย่างง่ายสามารถตัดสินได้จากค่าของอิเลคโตรเนกาติวีตี้สัมพัทธ์ ( χ - แนวคิดนี้สะท้อนถึงความสามารถของอะตอมในการเปลี่ยนความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเข้าหาตัวมันเองจากอะตอมอื่น เช่น จริงๆ แล้วคือการวัดความสามารถในการออกซิไดซ์ สารง่ายๆ- แท้จริงแล้ว คุณสมบัติการออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดจะแสดงโดยอโลหะที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้สูงสุด ดังนั้น, ฟลูออรีนเอฟ 2 แสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์เท่านั้นเนื่องจากมีมากที่สุด ความสำคัญอย่างยิ่งχ เท่ากับ 4.1 (ในระดับ Allred-Rochow) สถานที่ที่สองถูกครอบครองโดยออกซิเจน O 2 สำหรับมัน χ = 3.5, โอโซน O 3 แสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์ที่แรงยิ่งขึ้น อันดับที่สามถูกยึดครองโดยไนโตรเจน ( χ =3.07) แต่คุณสมบัติการออกซิไดซ์จะปรากฏที่อุณหภูมิสูงเท่านั้นเนื่องจากโมเลกุลไนโตรเจน N 2 มีความแข็งแรงสูงมากเพราะ อะตอมเชื่อมต่อกันด้วยพันธะสาม คลอรีนและโบรมีนมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรงพอสมควร
ในทางกลับกันค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ขั้นต่ำนั้นมีอยู่ในโลหะ ( χ = 0.8-1.6) ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนภายในของอะตอมโลหะจะถูกยึดไว้อย่างหลวมๆ และสามารถเคลื่อนที่ไปยังอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงกว่าได้อย่างง่ายดาย อะตอมของโลหะถึงระดับศูนย์สามารถแสดงได้ บูรณะเท่านั้นคุณสมบัติและไม่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ คุณสมบัติการรีดิวซ์ที่เด่นชัดที่สุดจะแสดงโดยโลหะของกลุ่ม IA และ IIA
คุณสมบัติรีดอกซ์ของสารเชิงซ้อน
เกณฑ์สำหรับความสามารถในการออกซิไดซ์ของอะตอมอาจเป็นระดับของการเกิดออกซิเดชัน สถานะออกซิเดชันสูงสุดสอดคล้องกับการถ่ายโอนเวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งหมดไปยังอะตอมอื่น อะตอมดังกล่าวไม่สามารถให้อิเล็กตรอนออกไปได้อีกต่อไป แต่สามารถยอมรับได้เท่านั้น ดังนั้นใน สถานะออกซิเดชันสูงสุด องค์ประกอบสามารถแสดงเฉพาะคุณสมบัติออกซิไดซ์เท่านั้นก. อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่าระดับสูงสุดของการเกิดออกซิเดชันไม่ได้หมายถึงการแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่เด่นชัดโดยอัตโนมัติ เพื่อให้ทราบถึงคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์ที่แรง อนุภาคจะต้องไม่เสถียร ไม่สมมาตรสูงสุด โดยมีการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นในสารละลายเจือจาง ซัลเฟตไอออน SO 4 2- ที่มีอะตอมของกำมะถันอยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุด +6 , ไม่แสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์เลย เนื่องจากมีโครงสร้างจัตุรมุขที่มีความสมมาตรสูง ในขณะที่สารละลายเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกสัดส่วนที่สำคัญของอนุภาคจะอยู่ในรูปของโมเลกุลที่ไม่แยกตัวและ HSO 4 - ไอออนซึ่งมีโครงสร้างไม่สมมาตรโดยมีการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนไม่สม่ำเสมอ ด้วยเหตุนี้กรดซัลฟิวริกเข้มข้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถูกความร้อนจึงเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมาก
ในทางกลับกัน สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำขององค์ประกอบหมายความว่าอะตอมที่ไม่ใช่โลหะยอมรับจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่เป็นไปได้ในระดับย่อยของเวเลนซ์ และไม่สามารถรับอิเล็กตรอนได้อีกต่อไป เพราะฉะนั้น,
อะตอมที่ไม่ใช่โลหะในสถานะออกซิเดชันขั้นต่ำสามารถแสดงได้เพียงคุณสมบัติรีดิวซ์เท่านั้น.
ก็อาจจะจำได้ว่า สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำของอโลหะจะเท่ากับหมายเลขกลุ่ม –8- เช่นเดียวกับในกรณีของกรดซัลฟิวริก เพื่อให้ทราบถึงคุณสมบัติรีดิวซ์ การมีสถานะออกซิเดชันเพียงเล็กน้อยนั้นไม่เพียงพอ ตัวอย่างคือไนโตรเจนในสถานะออกซิเดชัน –3 แอมโมเนียมไอออนที่มีความสมมาตรสูง NH 4 + เป็นตัวรีดิวซ์ในสารละลายที่อ่อนแอมาก โมเลกุลแอมโมเนียซึ่งมีสมมาตรน้อยกว่า มีคุณสมบัติรีดิวซ์ได้ค่อนข้างแรงเมื่อถูกความร้อน สามารถให้ปฏิกิริยารีดักชันจากออกไซด์ได้:
3FeO+ 2NH 3 = 3Fe+3H 2 O+N 2
สำหรับสารธรรมดาที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ปานกลาง ( χ = 1.9 – 2.6) ดังนั้น สำหรับอโลหะ จึงสามารถคาดหวังได้ว่าจะมีการนำคุณสมบัติทั้งออกซิไดซ์และรีดิวซ์ไปใช้ สารดังกล่าว ได้แก่ ไฮโดรเจนH2, คาร์บอนซี, ฟอสฟอรัสพี, ซัลเฟอร์เอส, ไอโอดีนI2 และกิจกรรมที่ไม่ใช่โลหะอื่น ๆ โดยธรรมชาติแล้ว โลหะสารธรรมดาไม่รวมอยู่ในหมวดนี้เพราะว่า ไม่สามารถรับอิเล็กตรอนได้.
สารเหล่านี้เมื่อทำปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์ที่ออกฤทธิ์จะแสดงคุณสมบัติของสารรีดิวซ์ และเมื่อทำปฏิกิริยากับสารรีดิวซ์ สารเหล่านี้จะแสดงคุณสมบัติของสารออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น เราให้ปฏิกิริยาของกำมะถัน:
0 0 +4 -2 0 0 +2 -2
S+O 2 =ดังนั้น 2 เฟ+S=เฟซ
อย่างที่คุณเห็นในปฏิกิริยาแรกซัลเฟอร์คือตัวรีดิวซ์และตัวที่สองคือตัวออกซิไดซ์
สารเชิงซ้อนที่มีอะตอมอยู่ในสถานะออกซิเดชันขั้นกลางจะแสดงคุณสมบัติของทั้งตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ด้วย มีสารดังกล่าวมากมายดังนั้นเราจะตั้งชื่อเฉพาะสารที่พบมากที่สุดเท่านั้น เหล่านี้คือสารประกอบกำมะถัน (+4): ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด SO 2 และในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างและเป็นกลาง SO 3 2- และ HSO 3 - หากสารประกอบเหล่านี้มีส่วนร่วมในการทำปฏิกิริยาในฐานะตัวรีดิวซ์ พวกมันจะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟอร์ +6 (ในเฟสก๊าซถึง SO 3 และในสารละลายของ SO 4 2- หากสารประกอบกำมะถัน (+4) ทำปฏิกิริยากับสารรีดิวซ์ที่แอคทีฟ จากนั้นการรีดักชันจะเกิดขึ้นกับธาตุซัลเฟอร์ หรือแม้แต่ไฮโดรเจนซัลไฟด์
ดังนั้น 2 + 4HI=S+ 2I 2 +2H 2 O
สารประกอบไนโตรเจนหลายชนิดยังแสดงความเป็นคู่ของรีดอกซ์ด้วย พฤติกรรมของไอออนไนไตรต์ NO 2 นั้นเป็นที่สนใจเป็นพิเศษ - - เมื่อพวกมันถูกออกซิไดซ์ จะเกิดไนเตรตไอออน NO 3 ขึ้นมา - และเมื่อรีดิวซ์ก๊าซไนโตรเจนมอนนอกไซด์ NO ตัวอย่าง: 2NaNO 2 + 2NaI+2H 2 SO 4 =I 2 +NO+ 2Na 2 SO 4 +2H 2 O
ลองดูอีกตัวอย่างหนึ่ง คราวนี้ใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ซึ่งมีสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนอยู่ที่ (-1) หากเกิดออกซิเดชันของสารนี้ ระดับของออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นเป็น 0 และจะสังเกตการปล่อยก๊าซไฮโดรเจน:
เอช 2 โอ 2 +Cl 2 = 2HCl+O 2
ในปฏิกิริยาออกซิเดชัน สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในเปอร์ออกไซด์จะลดลงเหลือ (-2) ซึ่งสอดคล้องกับน้ำ H 2 O หรือไฮดรอกไซด์ไอออน OH - . ตัวอย่างเช่น เราให้ปฏิกิริยาที่มักใช้ในงานบูรณะซึ่งตะกั่วซัลไฟด์สีดำภายใต้การกระทำของสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เจือจางจะถูกเปลี่ยนเป็นซัลเฟตสีขาว: PbS (สีดำ) + 4H 2 O 2 = PbSO 4 ( ขาว) + 4H 2 O.
ดังนั้นเพื่อให้ส่วนเบื้องต้นสมบูรณ์ เราขอนำเสนอตัวออกซิไดซ์หลัก ตัวรีดิวซ์ และสารที่สามารถแสดงคุณสมบัติทั้งออกซิไดซ์และรีดิวซ์
สารออกซิไดซ์:F 2 , O 2 , O 3 , Cl 2 , Br 2 , HNO 3 , H 2 SO 4 (เข้มข้น), KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , PbO 2 , NaBiO 3 , Fe 3+ ไอออนในน้ำ สารละลาย ,Cu 2+ ,Ag +
ผู้ฟื้นฟู:H 2 S, (S 2-), HI (I -), HBr (Br -), HCl (อ่อน), NH 3 (ที่อุณหภูมิสูง), ไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ Fe 2+, Cr 2+, Sn 2 + และอื่นๆ
สารที่มีคุณสมบัติสองประการ:H 2 ,C,P,As,S,I 2 ,CO,H 2 O 2 ,Na 2 O 2 ,NaNO 2 ,SO 2 (SO 3 2-) และอย่างเป็นทางการคือสารเกือบทั้งหมดที่มีอะตอมที่มีระดับกลาง ของการเกิดออกซิเดชัน
การเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์.
การสร้างสมการ OVR มีหลายวิธี โดยทั่วไปจะใช้
ก) วิธีสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์
b) วิธีสมดุลอิเล็กตรอน-ไอออน
ทั้งสองวิธีขึ้นอยู่กับการค้นหาความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ โดยสังเกตความเท่าเทียมกันของอิเล็กตรอนที่ได้รับและที่ให้มา
วิธีสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์มีความเป็นสากลมากกว่า แม้ว่าจะมองเห็นได้น้อยกว่าก็ตาม ขึ้นอยู่กับการคำนวณการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันของอะตอมออกซิไดซ์และรีดิวซ์ในสารตั้งต้นและสารสุดท้าย เมื่อทำงานกับวิธีนี้ จะสะดวกในการปฏิบัติตามอัลกอริธึมนี้
แผนภาพโมเลกุลของปฏิกิริยารีดอกซ์ถูกเขียนลงไป
คำนวณสถานะออกซิเดชันของอะตอม (โดยปกติจะเป็นสถานะที่เปลี่ยนแปลง)
สารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์ถูกกำหนด
จำนวนอิเล็กตรอนที่สารออกซิไดซ์ยอมรับและจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้โดยตัวรีดิวซ์ถูกสร้างขึ้น
พบค่าสัมประสิทธิ์เมื่อคูณด้วยจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้และรับเท่ากัน
ค่าสัมประสิทธิ์จะถูกเลือกสำหรับผู้เข้าร่วมคนอื่นๆ ในปฏิกิริยา
ลองพิจารณาปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจนซัลไฟด์
H 2 S + O 2 = SO 2 + H 2 O
ในปฏิกิริยานี้ ซัลเฟอร์ (-2) เป็นตัวรีดิวซ์ และออกซิเจนโมเลกุลเป็นตัวออกซิไดซ์ จากนั้นเราจะสร้างเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์
S -2 -6e - →S +4 2 - ตัวคูณการคูณสำหรับตัวรีดิวซ์
O 2 +4e - →2O -2 3 - ปัจจัยการคูณสำหรับตัวออกซิไดซ์
เราเขียนสูตรของสารโดยคำนึงถึงสัมประสิทธิ์การคูณ
2H 2 S+ 3O 2 = 2SO 2 +2H 2 O
ลองพิจารณาอีกกรณีหนึ่ง - การสลายตัวของอะลูมิเนียมไนเตรตอัล(NO 3) 3 ในสารนี้ อะตอมของไนโตรเจนมีสถานะออกซิเดชันสูงสุด (+5) และอะตอมของออกซิเจนมีต่ำสุด (-2) เป็นไปตามนั้นไนโตรเจนจะเป็นตัวออกซิไดซ์และออกซิเจนจะเป็นตัวรีดิวซ์ เราสร้างสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์ขึ้นมา โดยรู้ว่าไนโตรเจนทั้งหมดถูกรีดิวซ์เป็นไนโตรเจนไดออกไซด์ และออกซิเจนจะถูกออกซิไดซ์เป็นออกซิเจนโมเลกุล เราเขียนโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอม:
3N +5 +3e - → 3N +4 4
2O -2 -4e - →โอ 2 หรือ 3
จากนั้นสมการการสลายตัวจะถูกเขียนดังนี้: 4Al(NO 3) 3 = Al 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2
วิธี ความสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์มักใช้เพื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ ORR ที่เกิดขึ้นในระบบที่ต่างกันซึ่งมีของแข็งหรือก๊าซ
สำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลาย มักใช้ วิธีสมดุลอิเล็กตรอน-ไอออนซึ่งคำนึงถึงอิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ ที่มีต่อองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
วิธีการนี้คำนึงถึง: a) ความเป็นกรดของตัวกลาง b) ความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา c) สถานะที่แท้จริงของอนุภาคที่ทำปฏิกิริยาในสารละลาย d) อิทธิพลของอุณหภูมิ ฯลฯ นอกจากนี้สำหรับวิธีนี้ยังมี ไม่จำเป็นต้องใช้สถานะออกซิเดชัน
สารหลายชนิดมีคุณสมบัติพิเศษ ซึ่งในทางเคมีมักเรียกว่าการออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์
สารเคมีบางชนิดแสดงคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์ บางชนิด - ตัวรีดิวซ์ ในขณะที่สารประกอบบางชนิดสามารถแสดงคุณสมบัติทั้งสองพร้อมกันได้ (เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H 2 O 2)
สารออกซิไดซ์และรีดิวซ์ คืออะไร ออกซิเดชันและการรีดิวซ์?
คุณสมบัติรีดอกซ์ของสารสัมพันธ์กับกระบวนการให้และรับอิเล็กตรอนโดยอะตอม ไอออน หรือโมเลกุล
ตัวออกซิไดซ์คือสารที่รับอิเล็กตรอนระหว่างการทำปฏิกิริยา กล่าวคือ ลดลง ตัวรีดิวซ์ - ให้อิเล็กตรอนเช่น ออกซิไดซ์ กระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากสารหนึ่งไปยังอีกสารหนึ่งมักเรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์
สารประกอบที่มีอะตอมของธาตุที่มีสถานะออกซิเดชันสูงสุดสามารถเป็นตัวออกซิไดซ์ได้เนื่องจากอะตอมเหล่านี้เท่านั้นเพราะ พวกเขาได้ทิ้งเวเลนซ์อิเล็กตรอนไปหมดแล้วและสามารถรับได้เฉพาะอิเล็กตรอนเท่านั้น สถานะออกซิเดชันสูงสุดของอะตอมของธาตุจะเท่ากับจำนวนหมู่ในตารางธาตุที่ธาตุนั้นอยู่ สารประกอบที่มีอะตอมขององค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันขั้นต่ำสามารถทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ได้เท่านั้น เนื่องจากพวกมันสามารถบริจาคอิเล็กตรอนได้เท่านั้น เนื่องจากระดับพลังงานภายนอกของอะตอมดังกล่าวเสร็จสมบูรณ์ด้วยอิเล็กตรอนแปดตัว
สารออกซิไดเซอร์ของเส้นผม, สารออกซิไดเซอร์ของ thuya
ออกซิไดเซอร์- สารที่มีอะตอมมารวมตัวกันในระหว่างนั้น ปฏิกิริยาเคมีอิเล็กตรอน กล่าวอีกนัยหนึ่ง สารออกซิไดซ์คือตัวรับอิเล็กตรอน
ขึ้นอยู่กับงานที่ทำอยู่ (ออกซิเดชันในเฟสของเหลวหรือก๊าซ ออกซิเดชันบนพื้นผิว) สารหลายชนิดสามารถใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ได้
- ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีไฟฟ้าทำให้คุณสามารถออกซิไดซ์สารได้เกือบทุกชนิดที่ขั้วบวก ในสารละลาย หรือในการหลอมละลาย ดังนั้นสารออกซิไดซ์อนินทรีย์ที่แข็งแกร่งที่สุดซึ่งเป็นธาตุฟลูออรีนจึงได้มาจากการอิเล็กโทรไลซิสของฟลูออไรด์ที่ละลาย
- 1 สารออกซิไดซ์ทั่วไปและผลิตภัณฑ์ของพวกเขา
- 2 กฎช่วยในการจำ
- 3 การขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชันกับความเข้มข้นของสารออกซิไดซ์
- 4 สารออกซิไดซ์ที่แรง
- 5 สารออกซิไดซ์ที่แรงมาก
- 6 ดูเพิ่มเติม
สารออกซิไดซ์ทั่วไปและผลิตภัณฑ์ของพวกเขา
ครึ่งปฏิกิริยา | ผลิตภัณฑ์ | ศักยภาพมาตรฐาน V | |
---|---|---|---|
โอ2 ออกซิเจน | เบ็ดเตล็ด ได้แก่ ออกไซด์ H2O และ CO2 | +1.229 (ในตัวกลางที่เป็นกรด) 0.401 (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง) |
|
โอโซน O3 | เบ็ดเตล็ด รวมถึงคีโตนและอัลดีไฮด์ | ||
เปอร์ออกไซด์ | ต่างๆ รวมถึงออกไซด์ จะออกซิไดซ์โลหะซัลไฟด์เป็น H2O ซัลเฟต | ||
ฮาโลเจน ฮาโลเจน | ฮัล−; ออกซิไดซ์โลหะ, P, C, S, Si เป็นเฮไลด์ | F2: +2.87 Cl2: +1.36 |
|
ClO− ไฮโปคลอไรต์ | Cl− | ||
ClO3− คลอเรต | Cl− | ||
กรดไนตริก HNO3 | ด้วยโลหะแอคทีฟเจือจาง ด้วยโลหะแอคทีฟเข้มข้น กับ โลหะหนัก, เจือจาง ด้วยโลหะหนักเข้มข้น |
||
H2SO4 เข้มข้น กรดซัลฟูริก | กับอโลหะและโลหะหนัก ด้วยโลหะที่ใช้งานอยู่ |
SO2; ออกซิไดซ์โลหะเป็นซัลเฟตปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์หรือซัลเฟอร์ |
|
เฮกซะวาเลนต์โครเมียม | Cr3+ | +1,33 | |
MnO2 แมงกานีส (IV) ออกไซด์ | Mn2+ | +1,23 | |
MnO4− เปอร์แมงกาเนต | สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด สภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง สภาพแวดล้อมที่มีความเป็นด่างสูง |
Mn2+ | +1,51 |
ไอออนบวกของโลหะและ H+ | ฉัน0 | ดูชุดกิจกรรมเคมีไฟฟ้าของโลหะ |
กฎช่วยในการจำ
มีกฎช่วยในการจำหลายประการในการจดจำคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์:
- ตัวออกซิไดซ์คือตัวโจร (ในระหว่างปฏิกิริยารีดอกซ์ ตัวออกซิไดซ์จะได้รับอิเล็กตรอน)
- การเชื่อมโยงกับคำที่คุ้นเคย: PVO - แนบ (อิเล็กตรอน) ลดเป็นสารออกซิไดซ์
- ให้ออกไป - มันออกซิไดซ์ตัวมันเองเป็นตัวรีดิวซ์
ขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชันกับความเข้มข้นของสารออกซิไดซ์
ยังไง โลหะมีความกระตือรือร้นมากขึ้นทำปฏิกิริยากับกรด และยิ่งเจือจางสารละลายมากเท่าใด การรีดักชันก็จะยิ่งสมบูรณ์มากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของกรดไนตริกกับสังกะสี:
- สังกะสี + 4HNO3(สรุป) = สังกะสี(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
- 3Zn + 8HNO3(40%) = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
- 4Zn + 10HNO3(20%) = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
- 5Zn + 12HNO3(6%) = 5Zn(NO3)2 + N2 + 6H2O
- 4Zn + 10HNO3(0.5%) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
สารออกซิไดซ์ที่แรง
“Aqua regia” ซึ่งเป็นส่วนผสมของกรดไนตริก 1 ปริมาตรและกรดไฮโดรคลอริก 3 ปริมาตร มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรง
HNO3 + 3HCl ↔ NOCl + 2Cl + 2H2O
ไนโตรซิลคลอไรด์ที่เกิดขึ้นในนั้นจะสลายตัวเป็นอะตอมคลอรีนและไนโตรเจนมอนอกไซด์:
Aqua Regia เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงเนื่องจากอะตอมคลอรีนที่ก่อตัวในสารละลาย Aqua Regia ออกซิไดซ์แม้แต่โลหะมีตระกูล - ทองคำและแพลตตินัม
สารออกซิไดซ์ที่แรงอีกชนิดหนึ่งคือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต สามารถออกซิไดซ์สารอินทรีย์และทำลายโซ่คาร์บอนได้:
С6H5-CH2-CH3 + → C6H5COOH + … C6H6 + → HOOC-(CH2)4-COOH
ความแข็งแรงของตัวออกซิไดซ์ในปฏิกิริยาในสารละลายน้ำเจือจางสามารถแสดงได้ด้วยศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน: ยิ่งมีศักย์สูง สารออกซิไดซ์ก็จะยิ่งแรงขึ้น
สารออกซิไดซ์ที่แรงมาก
ตามอัตภาพ “สารออกซิไดซ์ที่แรงมาก” รวมถึงสารที่มีฤทธิ์ออกซิเดชั่นเกินโมเลกุลฟลูออรีน สิ่งเหล่านี้รวมถึง ตัวอย่างเช่น แพลทินัมเฮกซาฟลูออไรด์ ไดออกซีไดฟลูออไรด์ คริปทอนไดฟลูออไรด์ โพแทสเซียม เฮกซาฟลูออโรนิกคีเลต(IV) ตัวอย่างเช่น สารที่อยู่ในรายการสามารถออกซิไดซ์ซีนอนของก๊าซเฉื่อยได้ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งฟลูออรีนไม่สามารถทำได้ (ต้องใช้แรงดันและความร้อน) และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารออกซิไดซ์ที่มีออกซิเจนไม่ได้เลย
ดูสิ่งนี้ด้วย
- ปฏิกิริยารีดอกซ์
สารออกซิไดเซอร์ thuya, สารออกซิไดเซอร์สำหรับผม, สารออกซิไดเซอร์ senko, สารออกซิไดเซอร์มัน, หอออกซิเดชัน, เลขออกซิเดชัน, เอนไซม์ออกซิเดชัน, ความเครียดออกซิเดชัน
ข้อมูลออกซิไดเซอร์เกี่ยวกับ
ผู้หญิงหลายคนชอบที่จะอัพเดตสีผมเป็นประจำ นอกจากสีแบบคลาสสิกแล้วยังจำเป็นต้องใช้สารออกซิไดซ์อีกด้วย สิ่งนี้จะช่วยให้คุณได้ร่มเงาที่สมบูรณ์ ตัวออกซิไดซ์คืออะไร? ผลิตภัณฑ์นี้จำเป็นสำหรับการย้อมผมและเพื่อให้ได้โทนสีที่ต้องการ หากไม่ใช้ตัวออกซิไดซ์คุณจะไม่ได้รับผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม
สารที่สำคัญที่สุดคือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งเนื้อหาในสารออกซิไดซ์อาจแตกต่างกันไป โดยทั่วไปตัวเลขนี้คือ 1.8-12% หากมีส่วนประกอบในปริมาณมากถึง 2% แสดงว่าเครื่องสำอางมีความอ่อนโยน สีจะไม่เกิดการย้อมสีในระยะยาว
ประเภทของสารออกซิไดซ์
สารออกซิไดเซอร์หลายชนิดที่มี 3, 6 และ 9% บรรจุขวด การเยียวยาจัดอยู่ในประเภทคลาสสิก:
- ด้วย 3% คุณสามารถย้อมผมให้เป็นเฉดสีธรรมชาติ ทำให้สีผมอ่อนลงหรือเข้มขึ้นเล็กน้อย
- เปอร์ออกไซด์ 6% จะช่วยให้คุณเปลี่ยนสีผมได้ 2 โทน รวมถึงปกปิดผมหงอกและผมสีแดง
- สารออกซิไดซ์ที่มี 9% คืออะไร? ด้วยผลิตภัณฑ์นี้คุณสามารถปกปิดผมหยาบและผมหงอกได้ส่งผลให้มีสีสันที่หลากหลาย
แต่ละแพ็คเกจจะระบุปริมาณไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แต่คุณไม่ควรพึ่งพาข้อมูลนี้ทั้งหมด เนื่องจากผลกระทบอาจแตกต่างกันไป สารออกซิไดซ์ยังใช้ในการชะล้างสีหากสีไม่สวย
น้ำยาล้างสี
น้ำยาล้างคืออะไร? นี่เป็นผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกัน แต่จะช่วยให้คุณสามารถลบสีที่น่าเกลียดได้เท่านั้น ความเข้มข้นขององค์ประกอบในการล้างมากกว่า 12% ใช้หวีทาผลิตภัณฑ์กับลอนผมและหลังจากเวลาที่กำหนดในขั้นตอนแล้วคุณสามารถสระผมด้วยแชมพูได้
บ่อยครั้งที่ขั้นตอนนี้ไม่ควรทำเพื่อไม่ให้เส้นผมเสียหาย สารออกซิไดเซอร์สีย้อมสามารถทำให้เส้นผมแห้งได้ หลังจากการย้อมคุณต้องใช้ยาหม่องที่ให้ผลอ่อนลง
สัดส่วน
สิ่งสำคัญคือต้องรู้ไม่เพียงแต่ว่าตัวออกซิไดซ์คืออะไร แต่ยังรวมถึงวิธีการใช้ด้วย โดยปกติบนบรรจุภัณฑ์สีจะระบุอัตราส่วนที่ควรผสมส่วนประกอบ หากจำหน่ายสารออกซิไดเซอร์สำหรับเส้นผมแยกต่างหาก คำแนะนำในการใช้งานจะระบุไว้บนหลอด หากต้องการสีที่สดใสก็จำเป็นต้องผสมในสัดส่วนที่เท่ากัน จำนวนส่วนประกอบขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์
ไม่ควรละเมิดสัดส่วนมิฉะนั้นอาจนำไปสู่ผลลัพธ์เชิงลบ เมื่อมีสารออกซิไดซ์ในปริมาณน้อย สีจะไม่อิ่มตัว สิ่งนี้จะไม่ปิดบังผมหงอก การย้อมมากเกินไปจะทำให้เส้นผมหยาบกระด้าง และการฟื้นตัวก็ใช้เวลานานพอสมควร คุณไม่ควรใช้สีที่ไม่มีสารออกซิไดซ์เนื่องจากไม่มีผลใด ๆ
กฎการผสมพันธุ์
ในระหว่างขั้นตอนนี้ สิ่งสำคัญคือต้องไม่ทำอันตรายต่อลอนผม และหากพวกมันอ่อนแอลงมาก่อน ก็จำเป็นต้องมีเซสชันการฟื้นฟูหลายครั้ง ในการทำทุกอย่างอย่างถูกต้อง คุณจะต้องผสมนักพัฒนาและทาสีอย่างเหมาะสม โปรดอ่านคำแนะนำที่ให้มาก่อน
หากสีมีส่วนประกอบของน้ำมัน สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์ดังกล่าวไม่สามารถใช้กับเปอร์ออกไซด์ได้ เมื่อใช้สีทามืออาชีพ คุณต้องตรวจสอบผิวหนังเพื่อหาอาการแพ้ ควรใช้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปบนข้อมือ จากนั้นดูปฏิกิริยา ในกรณีที่พับองค์ประกอบนี้ไม่เหมาะ
ชุดออกซิไดเซอร์ "Estelle" รวมอยู่ในชุดแล้ว คำแนะนำโดยละเอียดคุณจึงได้สินค้าที่มีคุณภาพ ขอแนะนำให้ใช้ภาชนะพลาสติก เซรามิก หรือแก้วเพื่อผสมส่วนประกอบต่างๆ ขั้นแรกให้เติมสารออกซิไดซ์ก่อนแล้วจึงเติมสี ส่วนประกอบจะต้องผสมให้เข้ากันเพื่อให้ได้มวลที่เป็นเนื้อเดียวกัน ควรใช้แปรงพิเศษจะดีกว่า
เพื่อให้ได้ส่วนผสมการย้อมสีคุณภาพสูง คุณต้องใช้ผลิตภัณฑ์จากบริษัทเดียวกัน หากทุกอย่างถูกต้องคุณจะได้สีที่หลากหลาย มันไม่คุ้มที่จะเพิ่มส่วนประกอบอื่น ๆ เนื่องจากผลลัพธ์ไม่สามารถคาดเดาได้
ขอแนะนำให้ใช้ตัวออกซิไดเซอร์สำหรับย้อมผมที่มีปริมาณเปอร์ออกไซด์ 6-7.5% ควรเลือกสี 2 แพ็คหากผมของคุณยาว ไม่จำเป็นต้องรู้สึกเสียใจ เพราะเมื่อนั้นเท่านั้นที่คุณจะได้น้ำเสียงที่เข้มข้น แต่สีที่สว่างที่สุดคือถ้าองค์ประกอบประกอบด้วยสารออกซิไดซ์และแอมโมเนีย
คุณสมบัติของทางเลือก
จำเป็นต้องซื้อผลิตภัณฑ์จากบริษัทเดียวเพราะจะทำให้ได้ผลลัพธ์คุณภาพสูง ด้วยการคำนวณสัดส่วนอย่างถูกต้องคุณจะเดาได้ว่าผมของคุณจะได้เฉดสีที่ต้องการ ผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตหลายรายสามารถให้ผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิดได้ คุณสามารถซื้อส่วนประกอบเป็นชุดหรือแยกกันได้
คุณต้องตรวจสอบว่าสีเหมาะสมหรือไม่ อาจแตกต่างจากที่ระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์เล็กน้อย สิ่งสำคัญคือต้องทราบวันหมดอายุเนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่หมดอายุจะไม่ให้ผลลัพธ์ที่ต้องการ นอกจากนี้ยังสามารถทำลายเส้นผมของคุณได้
ขอแนะนำให้นำผลิตภัณฑ์จากแบรนด์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วซึ่งใช้ซ้ำแล้วซ้ำอีก สำหรับขั้นตอนนี้คุณจะต้องซื้อเครื่องมือพิเศษหากไม่ได้รวมอยู่ในชุดอุปกรณ์ ผลิตภัณฑ์จะต้องรักษาความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์
ต้นทุนและประเภทของบริษัท
ราคาของส่วนประกอบอยู่ในช่วง 300-500 รูเบิล ผู้ผลิตที่ผลิตสีเป็นชุดจะขายส่วนประกอบแยกต่างหากด้วย ผู้หญิงบางคนรู้สึกสบายใจแบบนี้ ผลิตภัณฑ์หนึ่งรายการมักจะเพียงพอสำหรับ 2 ขั้นตอน
เมทริกซ์กำลังลดราคา ผลิตภัณฑ์นี้จะไม่สร้างโทนสีเข้ม ดังนั้นจึงใช้เพื่อรักษาเฉดสี เมทริกซ์ไม่เหมาะสำหรับการคลุมผมหงอก มีสีแบบมืออาชีพ "Selective" ซึ่งมีจานสีที่หลากหลาย สี "เอสเทล" ก็เป็นสีที่มีคุณภาพเช่นกัน
ขอแนะนำให้ซื้อผลิตภัณฑ์จากแบรนด์มืออาชีพ ในกรณีนี้เส้นผมจะคงโครงสร้างตามธรรมชาติไว้และเสียหายเล็กน้อย ตัวออกซิไดเซอร์ "Matrix" มีราคาประมาณ 700 รูเบิลและ "Kutrin" - 500 ผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมจะทำให้สีผมของคุณใหม่อย่างสมบูรณ์แบบ