תגובת חמצון לעומת תגובת הפחתה
תגובות חמצון והפחתה קשורות זו בזו. כאשר חומר אחד מתחמצן חומר אחר מפחית. לכן, תגובות אלו ידועות במשותף כתגובות חיזור.
תגובת חמצון
במקור תגובות חמצון זוהו כתגובות שבהן משתתף גז חמצן. כאן, חמצן מתחבר עם מולקולה אחרת כדי לייצר תחמוצת. בתגובה זו, החמצן עובר הפחתה והחומר השני עובר חמצון. לכן, בעצם תגובת חמצון היא הוספת חמצן לחומר אחר.לדוגמה, בתגובה הבאה, מימן עובר חמצון ולכן, אטום חמצן מתווסף למים היוצרים מימן.
2H2 + O2 -> 2H2O
דרך נוספת לתאר חמצון היא כאובדן מימן. ישנם מקרים שבהם קשה לתאר חמצון כהוספת חמצן. לדוגמה, בתגובה הבאה חמצן התווסף גם לפחמן וגם למימן אבל רק פחמן עבר חמצון. במקרה זה, ניתן לתאר חמצון בכך שהוא אובדן מימן. מכיוון שהמימנים הוסרו מהמתאן בעת הפקת פחמן דו חמצני, הפחמן שם התחמצן.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
גישה חלופית נוספת לתיאור חמצון היא איבוד של אלקטרונים. ניתן להשתמש בגישה זו כדי להסביר תגובות כימיות, שבהן איננו יכולים לראות היווצרות תחמוצת או איבוד מימן. לכן, גם כאשר אין חמצן, אנו יכולים להסביר חמצון באמצעות גישה זו.למשל בתגובה הבאה, מגנזיום הפך ליוני מגנזיום. מאז, מגנזיום איבד שני אלקטרונים הוא עבר חמצון וגז כלור הוא הגורם המחמצן.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
מצב חמצון עוזר לזהות את האטומים שעברו חמצון. על פי הגדרת IUPAC, מצב חמצון הוא "מדד למידת החמצון של אטום בחומר. זה מוגדר כמטען שניתן לדמיין שיש לאטום". מצב חמצון הוא ערך של מספר שלם, והוא יכול להיות חיובי, שלילי או אפס. מצב החמצון של אטום נתון לשינוי עם תגובה כימית. אם מצב החמצון עולה, אז אומרים שהאטום מחומצן. כמו בתגובה לעיל, למגנזיום יש מצב חמצון אפס וליון מגנזיום יש מצב חמצון +2. מאז שמספר החמצון עלה, המגנזיום התחמצן.
תגובת הפחתה
הפחתה היא ההיפך מחמצון.מבחינת העברת חמצן, בתגובות ההפחתה, חמצן אובדים. במונחים של העברת מימן, תגובות הפחתה מתרחשות כאשר מימן מתקבל. לדוגמה, בדוגמה לעיל בין מתאן לחמצן, החמצן הצטמצם בגלל שהוא צבר מימן. במונחים של העברת אלקטרונים, ההפחתה צוברת אלקטרונים. אז לפי הדוגמה לעיל, הכלור מופחת.
מה ההבדל בין תגובת חמצון לתגובת הפחתה?
• בתגובות חמצון צוברים חמצן ובתגובות ההפחתה אובדים חמצן.
• בחמצון מימן אובד אך בהפחתה מימן מתקבל.
• בתגובות חמצון, אלקטרונים אובדים, אבל בתגובות הפחתה, אלקטרונים מתקבלים.
• בתגובות חמצון, מצב החמצון מוגבר. המינים שעוברים הפחתה מפחיתים את מצב החמצון שלהם.
