Utlenienie to reakcja chemiczna, w której jakiś atom (lub ich grupa) przechodzi z niższego na wyższy stopień utlenienia.
Nazwa ta ma charakter bardzo umowny, gdyż w praktyce, każdej reakcji utlenienia musi towarzyszyć jakaś reakcja redukcji. Łącznie takie procesy nazywa się reakcjami redoks.
W praktyce, daną reakcję nazywa się utlenieniem, gdy struktura głównego substratu i głównego produktu różnią się tylko tym, że jedna niewielka grupa lub pojedynczy atom zwiększył w jej wyniku swój stopień utlenienia, kosztem redukcji prostego związku zwanego w tym przypadku środkiem utleniającym.
Np.:
2 CH3CH2OH + O2 --> 2 CH3COOH
(C przechodzi z +1 do +3, a tlen z 0 do -2).
Silnymi środkami utleniającymi są:
nadtlenki
kwasy (np. kwas azotowy)
nadmanganiany i chlorany
ozon,
gazowy fluor, chlor, brom i jod
Redukcja (inna nazwa elektronacja) to proces, w trakcie którego atom lub ich grupa przechodzi z wyższego na niższy stopień utlenienia.
Każdej redukcji musi towarzyszyć utlenienie. Łącznie takie procesy nazywa się reakcjami redoks.
W praktyce, daną reakcję nazywamy reakcją redukcji (zwłaszcza w chemii organicznej), gdy struktura głównego substratu i głównego produktu różnią się tylko tym, że jedna niewielka grupa lub pojedynczy atom zmniejszył w jej wyniku swój stopień utlenienia, kosztem utlenienia, zwykle nieorganicznego, prostego związku zwanego w tym przypadku środkiem redukującym.
Np. w reakcji
stopnie utlenienia: |
0 |
|
+1 +6 -2 |
|
+1 +6 -2 |
|
+4 -2 |
|
+1 -2 |
|
Ag |
+ |
H2SO4 |
→ |
Ag2SO4 |
+ |
SO2 |
+ |
H2O |
redukcji z +6 stopnia utenienia na +4 podlega siarka, a w reakcji
CH3COOH (kwas octowy) + NaH (wodorek sodu, środek redukujący) --> CH3CHO (aldehyd octowy) + NaOH
redukcji podlega węgiel (C), który przechodzi z +3 do +1 stopnia utlenienia, jednocześnie utlenieniu podlega wodór (H) z -1 do +1 stopnia utlenienia
Silnymi środkami redukującymi są wodorki metali alkalicznych, wodorosilany, wodoroborany, wodorosiarczki i ich kombinacje.