Hapetus vs palaminen
Hapettumisen pelkistysreaktiot ovat perustyyppi kemiallisia reaktioita, joita tavallisesti kohtaamme elämässä.
Hapetus
Alun perin hapetusreaktiot tunnistettiin reaktioksi, johon happikaasu osallistuu. Siinä happi yhdistyy toisen molekyylin kanssa tuottamaan oksidia. Tässä reaktiossa happi pelkistyy ja toinen aine hapetetaan. Siksi periaatteessa hapetusreaktio lisää happea toiseen aineeseen. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa vety hapettuu ja siksi happiatomi on lisätty vetyä muodostavaan veteen.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Toinen tapa kuvata hapettumista on vedyn menetys. Joissakin tilanteissa hapettumista on vaikea kuvata hapen lisäämiseksi. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa happi on lisännyt sekä hiiltä että vetyä, mutta vain hiili on hapettunut. Tässä tapauksessa hapettumista voidaan kuvata sanomalla, että se on vedyn menetys. Koska vetyjä on poistettu metaanista hiilidioksidia tuotettaessa, hiili on hapettunut.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Toinen vaihtoehtoinen tapa kuvata hapettumista on elektronien häviäminen. Tätä lähestymistapaa voidaan käyttää selittämään kemiallisia reaktioita, joissa emme näe oksidin muodostumista tai vedyn häviämistä. Joten, vaikka happea ei olisikaan, voimme selittää hapettumisen tällä lähestymistavalla. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa magnesium on muuttunut magnesiumioneiksi. Koska magnesium on menettänyt kaksi elektronia, se on käynyt läpi hapettumisen ja kloorikaasu on hapettava aine.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Hapettumistila auttaa tunnistamaan hapettuneita atomeja. IUPAC-määritelmän mukaan hapetustila on “aineen hapettumisasteen mitta. Se määritellään varaukseksi, jonka atomin voidaan kuvitella olevan. Hapetustila on kokonaislukuarvo, ja se voi olla joko positiivinen, negatiivinen tai nolla. Atomin hapetustila muuttuu kemiallisen reaktion yhteydessä. Jos hapetustila kasvaa, atomin sanotaan hapettuneen. Kuten edellisessä reaktiossa, magnesiumilla on nolla hapetustilaa ja magnesiumionilla on +2 hapetusaste. Koska hapetusluku on kasvanut, magnesium on hapettunut.
Palaminen
Palaminen tai kuumennus on reaktio, jossa lämpöä syntyy eksotermisellä reaktiolla. Jotta reaktio tapahtuisi, polttoaineen ja hapettimen tulisi olla siellä. Poltettavia aineita kutsutaan polttoaineiksi. Nämä voivat olla hiilivetyjä, kuten bensiini, diesel, metaani tai vetykaasu, jne. Yleensä hapettava aine on happi, mutta voi olla myös muita hapettimia, kuten fluoria. Reaktiossa hapetin hapettaa polttoaineen. Siksi tämä on hapetusreaktio. Hiilivetypolttoaineita käytettäessä tuotteet ovat täydellisen polttamisen jälkeen yleensä hiilidioksidia ja vettä. Jos palaminen ei kuitenkaan tapahtunut kokonaan, hiilimonoksidia ja muita hiukkasia voidaan vapauttaa ilmakehään, mikä voi aiheuttaa paljon pilaantumista.
Mitä eroa on hapetuksella ja palamisella?
• Palaminen on hapettumisreaktio.
• Poltossa tavallinen hapetin on happi, mutta hapetusreaktion tapahtuessa happi ei ole välttämätöntä.
• Palamisessa tuotteet ovat pääasiassa vettä ja hiilidioksidia, mutta hapetuksessa tuote voi vaihdella lähtöaineesta riippuen. Niillä on kuitenkin aina korkeampi hapettumistila kuin reagoivilla aineilla.
• Palamisreaktioissa syntyy lämpöä ja valoa, ja työtä voidaan tehdä energiasta. Mutta hapetusreaktioissa tämä ei ole aina totta.
