氧化与还原的区别

引言

化学反应中，电子从一种化学物质转移到另一种化学物质。这些电子转移反应被称为氧化还原反应或氧化-还原反应。这些反应伴随着能量变化，例如热、光和电等。氧化和还原反应涉及氧和氢向各种物质的添加。

氧化

在化学中，氧化态也定义为氧化数，它是与完全离子键合的其他原子结合的假设电荷。它代表原子在化合物中的氧化程度（电子损失）。氧化态可以是正的、负的或零。虽然没有键是完全离子键，但许多键具有高离子性，氧化态可用于预测电荷。原子的氧化态并不准确地表示其电荷或任何其他原子特性。这在高氧化态下尤为重要，因为产生多个正离子的电离能远大于化学反应中轻易获得的能量。

因此，化合物中原子的氧化态纯粹是形式主义。它对于理解无机化合物的命名约定仍然有用。使用氧化态，可以在基本层面描述关于化学反应的几项观察。

阳极的氧化过程会产生正离子或从溶液中消除负离子（或者它可能将一种离子转化为更正的离子）。

高级氧化

高级氧化工艺是一种化学处理方法，用于氧化污水中有机化合物，这些化合物对于生物过程来说很难处理，并将其转化为简单的成品。这些被广泛认为是有效的废水处理技术，可以去除水中各种难以处理的污染物。

还原

还原是化学反应中物质之间的电子转移，其中元素获得电子或降低其氧化态。在还原过程中，参与两种化学物质之间反应的一个原子获得电子，这本身也是一个化学反应。当铁与氧气反应时，它通过生成氧化铁（如铁锈）来还原氧气。当氧气被还原时，铁被氧化。这种现象被称为氧化还原。高炉通过用一氧化碳作为还原剂还原铁来改变这种反应。

因此，提供电子的原子被氧化。还原是半反应过程，其中化学物质获得电子以降低其氧化数。反应的另一半涉及氧化，其结果是电子损失。“获得”一词指的是获得某物的方式。它是从物质中去除氧气的过程。根据经典或早期的概念，还原是一种通常需要去除氧气或其他电负性元素，或添加氢气或其他电正性元素的方法。当原子或离子获得一个或多个电子时，这被称为还原。

氧化还原反应

当电子在两种物质之间转移时，会发生氧化还原（redox）反应。任何氧化数因获得或失去电子而发生变化的分子、原子或离子的化学过程都被描述为氧化还原反应。常见的和必要的氧化还原过程包括光合作用、呼吸作用、燃烧和腐蚀或生锈。

氧化还原反应分为两部分

• 还原半反应
• 氧化半反应

还原半反应获得电子，而氧化半反应失去电子，导致氧化数升高。氧化还原过程中电子的数量不变。在还原半反应中，在氧化半反应中获得的电子被另一种物质获得。在氧化还原反应中转移电子的两种物质被称为

• 氧化剂是利用电子的分子或离子（通过接受电子，它氧化了另一种物质）。
• 还原剂是提供电子的分子或离子（通过提供电子，它还原了另一种物质）。
• 铝热反应是氧化还原反应的一个很好的例子

氧化与还原的相似之处

氧化和还原反应是密不可分的。因为在化学反应中电子既不会产生也不会被破坏。氧化和还原是相互排斥的过程，因为没有对方，一方就无法存在。因为还原和氧化不能独立发生，所以它们被称为“氧化还原反应”。

还原剂还原其他反应物，而氧化剂氧化其他反应物。这一定意味着氧化剂正在起作用。由于氧化被定义为电子损失，氧化剂一定获得电子。氧化和还原是经常同时发生的两种化学反应。这种反应涉及电子交换。当还原和氧化反应同时发生时，就会发生氧化还原反应，也称为还原-氧化反应。这些是均衡的化学反应。

氧化与还原的区别

这些氧化和还原反应在能量变化（如热、光和电等）的帮助下进行。在氧化和还原反应中，都涉及向各种化合物添加氧气或氢气。这些是还原和氧化之间的一些关键区别。

氧化还原反应的应用

• 氧化反应发生在电池的负极上，电子流出电池。一个或多个电化学电池构成一个电池，每个电池至少有一个电解质溶液和两个金属电极。电池通过使用称为氧化还原的电化学反应来工作。在这些反应中，电子在化学实体之间交换。
  
• 氧化通常与下降有关。当某物被氧化时，电子从充当氧化剂的另一种物质中获得，而该物质被还原。当电化学电池的活性成分相互接触时，它们将通过直接电子转移（氧化还原反应）进行反应，并且该能量不能用于执行电功。反应的大部分能量以热量的形式释放。释放的热量与反应的标准焓变（ΔH）成正比。
• 阳极的氧化过程会产生正离子或从溶液中去除负离子（或者它可能将一种离子转化为更正的离子）。相反，阴极的还原过程会从溶液中去除或产生负离子。如果电子要连续流过导线，离子必须能够通过两种溶液。因此，通过电池的离子电流，阳离子（带正电的离子）从阳极移向阴极，阴离子（带负电的离子）从阴极移向阳极。

结论

当原子获得或失去电子时，它会带电并被定义为离子。因为获得电子导致负电荷，该原子被归类为阴离子。因为失去电子导致正电荷，该原子离子将是阳离子。当原子交换电子时会产生离子。当原子失去或获得多个电子时，它会失去或获得多个电荷。失去电子的原子被氧化，而获得电子的原子被还原。此外，由于被氧化的物质可以被认为是引起还原的原因，因此被氧化的物质被称为还原剂，而被还原的物质被称为氧化剂。