还原包括一个半反应,其中一种化学物质通常通过获得电子来减少其氧化数。反应的另一半涉及氧化,其中电子丢失。还原和氧化一起形成氧化还原反应(还原-氧化=氧化还原)。还原可视为与氧化相反的过程。
在某些反应中,氧化和还原可以从氧转移的角度来看待。在这里,氧化是氧气的获得,而还原是氧气的损失。
一个古老的、不太常见的氧化和还原定义用质子或氢来检验反应。这里是氧化氢的损失,而还原是氢的获得。
最准确的还原定义涉及电子和氧化数。
氧化数为+1的H+离子在反应中还原为H2,氧化数为0:
锌(s)+2H+(aq)→ Zn2+(aq)+H2(g)
另一个简单的例子是氧化铜和镁之间的反应生成氧化铜和氧化镁:
CuO+Mg→ Cu+MgO
铁的生锈是一个涉及氧化和还原的过程。氧被还原,而铁被氧化。虽然使用氧化和还原的“氧”定义很容易识别哪些物种被氧化和还原,但很难想象电子。一种方法是将反应改写为离子方程。氧化铜(II)和氧化镁是离子化合物,而金属不是:
Cu2++Mg→ Cu+Mg2+
铜离子通过获得电子而还原成铜。镁通过失去电子形成2+阳离子而被氧化。或者,你可以把它看作是镁通过给电子来减少铜离子。镁起到还原剂的作用。同时,铜(II)离子从镁中去除电子,形成镁离子。铜(II)离子是氧化剂。
另一个例子是从铁矿石中提取铁的反应:
Fe2O3+3CO→ 2Fe+3二氧化碳
氧化铁经过还原(失去氧气)形成铁,而一氧化碳被氧化(获得氧气)形成二氧化碳。在这种情况下,氧化铁(III)是氧化剂,它将氧气提供给另一个分子。一氧化碳是一种还原剂,它从一种化学物质中除去氧气。
有两个首字母缩略词可以帮助你保持氧化和还原。
记住反应的哪一部分被氧化,哪一部分被还原的另一种方法是简单地回忆还原意味着电荷的还原。
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