Quá trình oxy hóa và khử là những phản ứng hóa học rất quan trọng diễn ra trong môi trường xung quanh chúng ta mọi lúc. Khi một hợp chất cộng hóa trị mất điện tử, nó trở nên tích điện dương hơn và quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa. Sự khử ngược lại với quá trình oxy hóa vì trong quá trình này, một hợp chất thu được điện tử và trở nên tích điện âm hơn. Sự khử và quá trình oxy hóa thường được gọi là phản ứng oxy hóa khử khi sự chuyển electron diễn ra giữa các chất hóa học (một mất và một tăng).
Quá trình oxy hóa so với sự khử
Sự khác biệt giữa quá trình oxy hóa và sự khử là quá trình oxy hóa xảy ra khi một hợp chất hóa học nhận được oxy hoặc mất hydro. Điều này có nghĩa là điện tích dương của hợp chất tăng lên. Mặt khác, sự khử là phản ứng hóa học ngược lại với quá trình oxy hóa trong đó một hợp chất hóa học nhận được hydro hoặc electron và điện tích âm của nó tăng lên.
Quá trình oxy hóa là một phản ứng hóa học trong đó một nguyên tử hoặc một phân tử của một loại hóa chất bị mất điện tử (một hoặc nhiều) và trở nên tích điện dương hơn. Phản ứng hóa học này làm tăng trạng thái oxi hóa và số oxi hóa của loại hóa chất đang bị oxi hóa. Oxy không phải lúc nào cũng tham gia vào quá trình oxy hóa nhưng đôi khi nó có thể làm cho các loài mất điện tử.
Sự khử là một phản ứng hóa học trong đó một nguyên tử hoặc một phân tử của một loài hóa học nhận được electron (một hoặc nhiều) và trở nên tích điện âm hơn. Phản ứng hóa học này làm giảm trạng thái oxi hóa và số oxi hóa của hóa chất đang bị khử. Một chất oxy hóa trải qua quá trình khử vì nó oxy hóa một chất hóa học khác tham gia vào phản ứng và tự khử.
Bảng so sánh giữa quá trình oxy hóa và khử
| Các thông số so sánh | Quá trình oxy hóa | Sự giảm bớt |
| Sự định nghĩa | Quá trình oxy hóa đề cập đến việc thu được oxy hoặc mất hydro từ một hợp chất. | Sự khử là sự thu được hydro hoặc mất oxy từ một hợp chất. |
| Điện tử | Trong quá trình oxy hóa, một hợp chất cộng hóa trị sẽ giải phóng các electron ra xung quanh. | Trong quá trình khử, một hợp chất cộng hóa trị nhận được các điện tử từ xung quanh. |
| Đại lý | Các chất oxy hóa phổ biến là hydrogen peroxide và ozon. | Các chất khử phổ biến là các hợp chất có chứa kim loại như kali, bari, canxi, v.v. và một H− ion. |
| Sạc điện | Trong quá trình oxy hóa, điện tích dương tăng lên khi nó mất đi các electron. | Trong giảm điện tích âm tăng khi nó nhận được các điện tử. |
| Số ôxy hóa | Sự oxi hóa dẫn đến số oxi hóa tăng. | Sự khử dẫn đến giảm số oxi hóa. |
Oxi hóa là gì?
Định nghĩa về quá trình oxy hóa đã thay đổi theo thời gian và định nghĩa gần đây nhất, nói một cách đơn giản là định nghĩa một quá trình trong đó một loại hóa chất mất đi các electron và trở nên tích cực hơn. Trở nên tích cực hơn không nhất thiết có nghĩa là có điện tích dương. Ví dụ, nếu một ion X4- trải qua quá trình oxi hóa và mất đi hai electron, nó trở thành X2-. Điều này có nghĩa là nó trở nên dương hơn khi trạng thái oxy hóa (-2) nhiều hơn (-4) nhưng nó không mang điện tích dương.
Nếu chúng ta quay lại lịch sử của các phản ứng hóa học, khí oxy (O2) là một trong những chất oxy hóa lâu đời nhất được biết đến. Kể từ khi thêm O2 trong một phản ứng hóa học dẫn đến việc mất các electron từ một loại hóa chất khác, quá trình oxy hóa được định nghĩa là một quá trình có sự hiện diện của O2 rất quan trọng. Khi sắt kết hợp với nước để tạo thành oxit sắt / rỉ sắt thì định nghĩa này trở nên ưu thế hơn.
Tuy nhiên, quá trình oxy hóa của một loại hóa chất có thể hoặc không thể chứa khí oxy nhất thiết. Ví dụ, khi etanol tạo thành etanal, nó mất một nguyên tử hydro và quá trình này vẫn được coi là quá trình oxy hóa. Vì vậy, sự hiện diện của khí oxy đặc biệt là không cần thiết cho quá trình oxy hóa. Chừng nào một loại hóa chất bị mất electron và trạng thái oxy hóa của nó tăng lên, thì quá trình oxy hóa sẽ diễn ra.
Ví dụ về phản ứng oxi hóa: 2 KI + H2O2 → I2 + 2 KOH (oxi hóa iotua). Ở đây, số oxi hóa của iotua thay đổi từ (-1) thành (0).
Giảm là gì?
Sự khử là phản ứng ngược lại với sự oxi hóa. Điều này là do các điện tử bị mất từ một loài hóa học được lấy bởi một loài khác trải qua quá trình khử. Trong quá trình khử, nguyên tử hoặc phân tử thu được một hoặc nhiều electron và nó trở nên tích điện âm hơn. Khi một loài đang trải qua quá trình khử, trạng thái oxy hóa của hợp chất đó giảm.
Một lần nữa, chúng ta có thể nhầm lẫn rằng một hợp chất hóa học hoặc một ion sẽ mang điện tích âm sau khi khử. Ví dụ, nếu một ion X4+ trải qua quá trình khử và nhận được hai electron, nó trở thành X2+. Điều này có nghĩa là nó trở nên âm hơn khi trạng thái oxy hóa (+2) nhỏ hơn (+4) nhưng nó không mang điện tích âm. Vì vậy, quá trình giảm không nhất thiết có nghĩa là một điện tích âm. Sự khử biểu thị sự nhận được của các điện tử và một chất khử chịu trách nhiệm cho việc chuyển một điện tử cho một loài.
Hãy xem xét một ví dụ, ZnO + C → Zn + CO (khử kẽm oxit). Ở đây, số oxi hóa của kẽm thay đổi từ (+2) thành (0). Điều này có nghĩa là nó đã đạt được thành electron và đã bị khử.
Sự khác biệt chính giữa quá trình oxy hóa và khử
Sự kết luận
Quá trình oxi hóa và quá trình khử bổ sung cho nhau. Trong một phản ứng hóa học, khi một hợp chất hóa học giải phóng một hoặc nhiều electron thì nó được gọi là sự oxi hóa. Các điện tử bị mất này có thể được lấy bằng một hợp chất hóa học khác được cho là đã trải qua quá trình khử. Chất oxi hóa tạo điều kiện cho quá trình oxi hóa trong khi chất khử tạo điều kiện cho quá trình khử.
Một chất oxi hóa tự nó đi qua quá trình khử và oxi hóa một loài khác và một chất khử chính nó trải qua quá trình oxi hóa và khử một loài khác. Các ví dụ phổ biến của chất ôxy hóa là ôzôn, ôxy, halogen, v.v. và các ví dụ phổ biến về chất khử là kim loại đất và các hợp chất sulfit.
