Reductie (scheikunde)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
(Doorverwezen vanaf Reductie (chemie))
Ga naar: navigatie, zoeken

Reductie is het scheikundige proces waarbij een deeltje elektronen opneemt.

Redoxreactie[bewerken]

Elektronen opnemen betekent dat er "ergens" elektronen vandaan moeten komen. Elektronen komen in een (waterige) oplossing nooit "los" voor. Als er dus elektronen "ergens" vandaan komen, betekent het dat een ander deeltje elektronen afstaat. Dit deeltje wordt geoxideerd. De reductie van het ene deeltje betekent dus de oxidatie van het andere. Om die reden spreekt men van REDuctie-OXidatie, of redoxreactie.

Reductor en Oxidator[bewerken]

Een stof die in staat is een andere stof te reduceren wordt een reductor genoemd. De stof die gereduceerd wordt neemt de elektronen op en is dus de oxidator. De oxidator wordt gereduceerd, de reductor wordt geoxideerd. Omdat na het opnemen van elektronen deze ook weer afgestaan kunnen worden ontstaat tijdens de reductie uit de oxidator een reductor.

Geschiedenis[bewerken]

De term reductie is als eerste gebruikt om de bereiding van metalen te beschrijven. Door de massa van het erts te reduceren (= verminderen) werd het metaal verkregen. Na ontwikkeling van de ionentheorie was het ook mogelijk reductie te beschrijven als het verminderen van de lading van de metaalionen. Uiteindelijk heeft reductie een bredere betekenis gekregen: het opnemen van elektronen.

Voorbeelden[bewerken]

Als alleen naar het reductiegedeelte van een redoxreactie gekeken wordt, spreken we van een halfreactie van de reductie. De andere helft van de reactie, de oxidatie, laten we immers buiten beschouwing.

IJzer maken[bewerken]

Fe3+ + 3 e- → Fe(s)

In ertsen komt ijzer meestal als Fe3+ voor, doorgaans als oxide of carbonaat. In hoogovens wordt koolmonoxide als reductor toegevoegd waardoor het metaal ijzer ontstaat.

IJzer(II)zouten[bewerken]

In plaats van tot het metaal ijzer kan Fe3+ ook tot Fe2+ gereduceerd worden.

Fe3+ + e- → Fe2+

Fe3+ is de oxidator die het elektron opneemt en daarmee gereduceerd wordt tot Fe2+. Het ontstane Fe2+-ion is een speciaal deeltje. In tegenstelling tot Fe3+, dat alleen gereduceerd kan worden, en het metaal ijzer, dat alleen geoxideerd kan worden, kan Fe2+ zowel geoxideerd als gereduceerd worden.

Sommige bacteriën zijn ook in staat deze reactie uit te voeren. In plaats van zuurstof wordt Fe3+ gebruikt als elektronenacceptor. Vaak wordt ook sulfaat omgezet in sulfide. Het ontstane Fe2+ reageert met het ook gevormde S2- tot FeS. De zwarte kleur die je minder dan een schep diep in het natte strand of het wad ziet, is daarvan het gevolg

Fe2(SO4)3 + 16 H + + 18 e - → 2FeS + SO4 2 - + 8 H2O

Elektrolyse[bewerken]

In de elektrolyse lijkt het alsof er pure reductie plaatsvindt. Als je alleen kijkt naar de negatieve elektrode dan schijnt dat te kloppen. Op de kathode ontstaat het metaal uit zijn zout. Voor een elektrolyse zijn echter altijd twee elektrodes nodig. Aan de anode vindt een oxidatie plaats.

Deze methode van reductie wordt toegepast bij zeer onedele metalen als Aluminium, de alkali- en de aardalkali-metalen worden op deze manier bereid uit hun zouten.

Organische Chemie[bewerken]

De verschillende reductiestadia tussen kooldioxide en methaan

In de organische chemie betekent reductie vaak, naast de opname van elektronen, ook de opname van waterstofatomen en soms het verlies van zuurstof uit het molecule. De stof met de meeste waterstofatomen is dan in hogere mate gereduceerd. Een voorbeeld is hiernaast weergegeven met de reductie van koolstofdioxide (O=C=O), via mierenzuur, methanal, methanol naar methaan (CH4). De stoffen hieronder staan zo gerangschikt dat de onderste stof het meest gereduceerd is.

Zie ook[bewerken]