Kí ni Ìdáhùn Redox?
Pendahuluan
Nínú ayé kemistri, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ilana adayeba àti ti atọwọ́dá ló ń kó ipa pàtàkì nínú ìgbésí ayé ojoojúmọ́. Ìṣẹ̀lẹ̀ kẹ́míkà pàtàkì kan ni ìṣe redox. Ọ̀rọ̀ náà "redox" dúró fún àwọn ilana méjì ní àkókò kan náà: ìdínkù àti oxidation. Àpilẹ̀kọ yìí yóò ṣàlàyé ní kíkún ohun tí ìṣe redox jẹ́, bí ó ṣe ń ṣẹlẹ̀, pàtàkì rẹ̀ nínú ìgbésí ayé ojoojúmọ́, àti bí ó ṣe wọ́pọ̀.
Ìtumọ̀ àti Àwọn Ìpìlẹ̀ Àwọn Ìṣẹ̀lẹ̀ Redox
Ìṣẹ̀dá redox jẹ́ irú ìṣẹ̀dá kẹ́míkà kan tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìyípadà àwọn elektroni láàrín àwọn ohun méjì. Nínú ìlànà yìí, ohun kan pàdánù elektroni (oxidation) àti ohun mìíràn pàdánù elektroni (dínkù). Nítorí náà, àwọn ìṣẹ̀dá redox máa ń wáyé papọ̀; kò sí oxidation láìsí ìdínkù, àti ní ìdàkejì.
Ìfàmọ́ra
A túmọ̀ ìfàsẹ́yìn gẹ́gẹ́ bí yíyọ àwọn elektroni kúrò nínú átọ̀mù, ion, tàbí molecule kan. Nínú ìlànà yìí, iye ìfàsẹ́yìn ti ohun tí ó ń lọ lọ́wọ́ ìfàsẹ́yìn pọ̀ sí i. Fún àpẹẹrẹ, nínú ìhùwàpadà náà:
\[ \text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- \]
Zinc (Zn) níbí ń tú àwọn elekitironi méjì jáde, ó sì ń ṣe ìfọ́sídì.
Idinku
Idinku jẹ́ òdìkejì oxidation. Nínú ìlànà yìí, átọ̀mù, ion, tàbí molecule kan máa ń gba àwọn elektroni, èyí tí yóò dín iye oxidation rẹ̀ kù. Fún àpẹẹrẹ, ìṣesí náà:
\[ \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} \]
Àwọn iọ́nì bàbà (Cu²⁺) gba àwọn elektírónù méjì wọ́n sì ń dínkù.
Àwọn ohun èlò ìdènà àti ìfàsẹ́yìn
Nínú ìṣe redox, ohun tí ó gba elekitironi (tí ó ń gba ìdínkù) ni a ń pè ní ohun tí ó ń ṣe oxidizing, nígbà tí ohun tí ó ń ṣe ìtọrẹ elekitironi (tí ó ń gba oxidation) ni a ń pè ní ohun tí ó ń dínkù. Fún àpẹẹrẹ, nínú ìṣe láàrín àwọn ion zinc àti copper:
\[ \text{Zn} + \text{Cu}^{2+} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + \text{Cu} \]
Zinc (Zn) ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun tí ń dínkù àti àwọn ion bàbà (Cu²⁺) ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun tí ń mú kí ó gbóná.
Ilana ti Awọn Iṣe Redox
Àwọn ìṣesí Redox máa ń wáyé nípasẹ̀ àwọn ìgbésẹ̀ tó ní í ṣe pẹ̀lú ìyípadà elekitironi. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà ló wà láti ṣe àkíyèsí àwọn ìyípadà nínú ìṣesí redox, títí bí ṣíṣírò àwọn ìyípadà nínú nọ́mbà oxidation àti ṣíṣe àyẹ̀wò ìyípadà elekitironi.
Nọ́mbà Ìfàsẹ́yìn
Nọ́mbà oxidation jẹ́ nọ́mbà kan tí ó dúró fún agbára àbájáde tí átọ̀mù ní nínú àdàpọ̀ kan. Ọ̀pọ̀ òfin ìpìlẹ̀ ló wà fún pípinnu àwọn nọ́mbà oxidation:
1. Àwọn èròjà ọ̀fẹ́ ní nọ́mbà oxidation ti 0.
2. Àwọn ion Monatomic ní nọ́mbà oxidation tó dọ́gba pẹ̀lú agbára ionic.
3. Hídrójìn sábà máa ń ní nọ́mbà ìfàsẹ́yìn ti +1, àyàfi nínú àwọn hydrides irin.
4. Atẹ́gùn sábà máa ń ní ipò ìfàsẹ́yìn ti -2, àyàfi nínú peroxides tàbí pẹ̀lú fluorine.
5. Àròpọ̀ àwọn nọ́mbà oxidation ti gbogbo àwọn átọ̀mù nínú mólúkúlùkù aláìlágbára kan jẹ́ 0, nígbàtí nínú ion polyatomic kan, àròpọ̀ náà dọ́gba pẹ̀lú agbára ion náà.
Àwọn Ìṣẹ̀dá Lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀ àti Ẹ̀rọ-ìṣedárayá
Ìṣẹ̀dá redox aláìròtẹ́lẹ̀ jẹ́ ìṣẹ̀dá tí ó máa ń ṣẹlẹ̀ láìsí àfikún agbára ìta. Àwọn ìṣẹ̀dá wọ̀nyí ni a sábà máa ń lò nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì electrochemical, níbi tí a ti ń lo àwọn ìṣẹ̀dá redox láti mú iná mànàmáná jáde. Fún àpẹẹrẹ, sẹ́ẹ̀lì galvanic (sẹ́ẹ̀lì voltaic) máa ń mú ìṣẹ̀dá iná mànàmáná jáde láti inú ìṣẹ̀dá aláìròtẹ́lẹ̀ láàárín àwọn elektrodu méjì nínú omi elektrolute kan.
Àwọn Ìlò ti Àwọn Ìdáhùn Redox
Awọn aati Redox ni awọn lilo jakejado ni ọpọlọpọ awọn aaye, pẹlu ile-iṣẹ, isedale, ati igbesi aye ojoojumọ.
Ile-iṣẹ
Nínú ilé iṣẹ́, àwọn ìṣe redox kó ipa pàtàkì nínú ṣíṣe irin. Fún àpẹẹrẹ, ìlànà yíyọ irin kúrò nínú irin rẹ̀ ń lo ìdínkù ìṣe carbon pẹ̀lú iron oxide:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO} \]
Ni afikun, ilana electrolysis ni a lo fun iṣelọpọ awọn irin bii aluminiomu ati sodium.
Isedale
Nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì alààyè, àwọn ìṣesí redox ṣe pàtàkì fún ẹ̀wọ̀n atẹ́gùn sẹ́ẹ̀lì. Mitochondria, tí a mọ̀ sí àwọn agbára agbára sẹ́ẹ̀lì, ń lo àwọn ìṣesí redox láti ṣe ATP (adenosine triphosphate), orísun agbára àkọ́kọ́ fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣesí biochemical.
Lojojumo aye
A tun rii idinku oxidation ati idinku ni ọpọlọpọ awọn apakan ti igbesi aye ojoojumọ, gẹgẹbi:
– Ìjóná: Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìlànà ìjóná jẹ́ àwọn ìṣesí redox tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìfóná epo nípasẹ̀ atẹ́gùn. Fún àpẹẹrẹ, ìjóná methane:
\[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]
– Ìṣẹ̀dá Ìrántí: Àwọn ewéko máa ń lo àwọn ìṣiṣẹ́ redox nínú ìlànà photosynthesis láti yí omi àti carbon dioxide padà sí glucose àti oxygen.
– Àwọn ohun tí ń kó jọ àti àwọn bátìrì: Àwọn bátìrì gbára lé àwọn ìṣe redox láti mú iná mànàmáná tí a lò fún onírúurú ẹ̀rọ jáde.
Ipari
Àwọn ìṣesí Redox ṣe pàtàkì sí kẹ́mísírì, wọ́n sì ní ipa tó jinlẹ̀ lórí ọ̀pọ̀lọpọ̀ apá ìgbésí ayé ènìyàn. Nípa lílóye àwọn ìpìlẹ̀ ìfọ́sídì àti ìdínkù àti bí a ṣe ń gbé àwọn elekitironi, a lè lóye àwọn ìlànà kẹ́míkà tó ń ṣe àgbékalẹ̀ ìmọ̀ ẹ̀rọ òde òní, ìlera, àti àyíká. Lílo àwọn ìṣesí redox, láti ilé iṣẹ́ sí ìmọ̀ nípa ẹ̀dá àti àìní ojoojúmọ́, fi hàn pé àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ wọ̀nyí ṣe pàtàkì nínú ìgbésí ayé wa. Lílóye àwọn ìṣesí redox kìí ṣe pé ó ń ràn wá lọ́wọ́ nínú ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì àti ìmọ̀ ẹ̀rọ nìkan, ṣùgbọ́n ó tún ń mú kí ìmọ̀ wa nípa ọ̀pọ̀lọpọ̀ apá ti àgbáyé tí a ń gbé pọ̀ sí i.
