Metaller är reduktionsmedel

Videogenomgång (flippat klassrum)

Magnesium brinner i luft. Vad händer?

Med ordformler:

• Magnesium + syrgas → magensiumoxid

och med kemiska formler:

• \(\text{Mg} + \text{O}_2 \not \rightarrow \text{MgO}\)

Hur många O har vi på höger resp. vänster sida?

• 2Mg + O₂ → 2MgO

Magnesium brinner i luft

Varje Mg avger 2e^–. Varje syre tar upp 2e^–. Detta kan vi skriva som delreaktioner:

1. Mg(s) → Mg²⁺ + 2e^–
2. 2e^– + O → O^2–

Och, om vi vill, kan vi skriva ut det med koefficienterna från den balanserade formeln:

1. 2Mg(s) → 2Mg²⁺ + 4e^–
2. 4e^– + O₂ → 2O^2–

Reduktionsmedel och oxidationsmedel

Magnesiumet oxideras av syrgasen.

• Syrgasen oxiderar metallen.

Syrgasen reduceras av magnesiumet.

• Magnesiumet reducerar syrgasen.

Metaller är reduktionsmedel

En av metallernas egenskaper är att de bildar positiva joner. Det betyder att de avger elektroner.

• Alltså: Metaller oxideras.

När metallerna oxideras, gör de att ett annat ämne reduceras.

• Alltså: Metaller är reduktionsmedel.

En liten reaktion:

Zn(s) + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu(s)

Vi delar upp den:

• ox.: Zn → Zn²⁺ + 2e^–
• red.: Cu²⁺ + 2e^– → Cu(s)
• redox: Zn(s) + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu(s)

Redoxpar:

1. Zn²⁺/Zn
2. Cu²⁺/Cu

I en redoxreaktion deltar alltid två redoxpar.

Starka och svaga reduktionsmedel

Alla metaller kan vara reduktionsmedel (oxideras), men vissa mer än andra!

Ju hellre ett ämne släpper ifrån sig elektroner, desto hellre vill det oxideras, och desto starkare reduktionsmedel.

Slutsatser

1. Ju oädlare en metall är, desto starkare reduktionsmedel (oxideras mycket lätt).
2. Ju ädlare en metall är, desto svagare reduktionsmedel (oxideras ej lätt).

Starka reduktionsmedel oxideras gärna

Den elektrokemiska spänningsserien.

Alkalimetallerna är mycket starka reduktionsmedel.

• Återfinns till vänster i den elektrokemiska spänningsserien.
• Kallas ibland för elektropositiva, eftersom de så gärna vill släppa ifrån sig e^–.

Svaga reduktionsmedel oxideras inte så gärna

Ädelmetaller är mycket svaga reduktionsmedel.

• Står långt till höger i den elektrokemiska spänningsserien.
• Släpper mycket ogärna ifrån sig e^–.
• Förblir i ren – ädel – form.

Väte

Metall!?

• Ja, under extrema förhållanden (mycket högt tryck och låg temperatur).

Många metaller reagerar med syror (H⁺-joner), och det bildas vätgas. Exempelvis zink:

• Eftersom vätejonerna reduceras av zinkatomerna (men inte tvärtom), är zink ett starkare reduktionsmedel än väte.

Metaller före (till vänster om) väte i den elektrokemiska spänningsserien kallas väteutdrivande.

Exempel

Vi har två bägare, kallade A och B.

• I bägare A: aluminiummetall i kopparsulfatlösning.
• I bägare B: kopparmetall i aluminiumsulfatlösning.

När pH-värdet bland träden sjunker till 4,5

så frigörs aluminium som allvarligt skadar dem.

Aluminium hopar sig kilovis i jordens närande mull

istället för att på vettigt vis forma sig till en kastrull.

—Alf Henriksson: Rim & reson