在化学的奇妙世界里,氧化还原反应可是一个至关重要的存在。今天,就跟着我一起来揭开它神秘的面纱,从多个角度深入认识一下氧化还原反应。
一、从得氧与失氧的角度认识氧化还原反应
(一)氧化反应
在初中化学的学习中,我们就接触到了氧化反应的基本概念,即物质与氧发生的反应。生活中很多常见的现象都涉及氧化反应,比如铁生锈,就是铁与空气中的氧气发生了化学反应,生成了铁锈(主要成分是氧化铁)。在这个过程中,铁得到了氧,发生了氧化反应。
(二)还原反应
与氧化反应相对应的是还原反应,它指的是含氧化合物里的氧被夺去的反应。例如,在工业炼铁中,用一氧化碳还原氧化铁,一氧化碳从氧化铁中夺取氧,将铁还原出来。这个过程中,氧化铁失去了氧,发生了还原反应。
(三)氧化还原反应
值得注意的是,氧化反应和还原反应并不是孤立存在的,它们总是同时发生。就像上面提到的一氧化碳还原氧化铁的反应,一氧化碳发生氧化反应的同时,氧化铁也在发生还原反应,这样的反应我们就称之为氧化还原反应。
二、从元素化合价升高与降低的角度认识氧化还原反应
随着化学学习的深入,我们会发现从得氧失氧的角度来认识氧化还原反应存在一定的局限性。更广义的氧化还原反应定义是从元素化合价的变化来判断的。
(一)氧化反应
从元素化合价的角度来看,元素化合价升高的反应就是氧化反应。例如,在氢气与氯气反应生成氯化氢的反应中,氢元素的化合价从 0 价升高到 + 1 价,氢元素发生了氧化反应。
(二)还原反应
与之相反,元素化合价降低的反应就是还原反应。还是以氢气与氯气反应为例,氯元素的化合价从 0 价降低到 - 1 价,氯元素发生了还原反应。
这里要强调的是,氧化反应与还原反应是一对矛盾,它们同时存在,同时消失。在任何一个氧化还原反应中,有元素化合价升高,就必然有元素化合价降低。
三、氧化还原反应的特征
氧化还原反应的特征就是有元素化合价变化。虽然从得氧失氧的角度认识氧化还原反应是我们学习的起点,但它只能适用于部分氧化还原反应,具有一定的局限性。而从元素化合价变化的角度来定义氧化还原反应,则更加全面和准确,能涵盖所有的氧化还原反应。比如一些没有氧元素参与的反应,像刚才提到的氢气与氯气的反应,从得氧失氧角度无法判断,但从元素化合价变化角度就能清晰地判断它是氧化还原反应。