فرمولاسیون اکسیدان مو

مواد افزودنی معمولاً به منظور بهبود خواص اکسیدان ها و همچنین کاهش اثرات غیرمطلوب به کار می‌روند. این مواد می‌توانند شامل موادی مانند گلسرین، پروپیلن گلیکول، اتانول، آمونیاک و یا اسید است. برخی از مواد افزودنی می‌توانند باعث تغییر رنگ محصول شوند، اثرات نرم‌کنندگی داشته باشند، یا در برخی موارد باعث بوی بد شوند. برای هر نوع مو، ممکن است نیاز به یک فرمولاسیون مختص به خود داشته باشد تا به بهترین شکل ممکن به نتایج مطلوب برسید.

واکنش کاهش اکسیداسیون (به انگلیسی: Red uction- ox idation Reaction ) یک واکنش شیمیایی است که در آن عدد اکسیداسیون یک عنصر قبل و بعد از واکنش مطابق با آن تغییر می کند . این واکنش را می توان به عنوان متشکل از دو نیمه واکنش، یعنی واکنش اکسیداسیون و واکنش کاهش درک کرد . چنین واکنش هایی از بقای بار تبعیت می کنند . در یک واکنش ردوکس، اکسیداسیون و کاهش باید به طور همزمان در مقادیر مساوی رخ دهد .

اکسیدان احیا
+ e ^– ⟶ محصول
(به دست آوردن الکترون ها) (عدد اکسیداسیون کاهش می یابد) کاهنده

اکسیداسیون
⟶ محصول + e ^–
(از دست دادن الکترون ها) (عدد اکسیداسیون افزایش می یابد)

دو بخش از یک واکنش ردوکس

زنگ

آتش سوزی

واکنش اکسیداسیون به این معنی است که عامل احیا کننده الکترون‌ها را از دست می‌دهد و ظرفیت افزایش می‌یابد، در حالی که واکنش احیا به این معنی است که اکسیدان الکترون‌ها را به دست می‌آورد و ظرفیت کاهش می‌یابد.

عامل کاهنده　+　عامل اکسید کننده　→　محصول اکسیداسیون (عدد اکسیداسیون افزایش می یابد)　+　محصول احیا (عدد اکسیداسیون کاهش می یابد)tvl,g h;sdnhk l,

به طور کلی، در همان واکنش، خاصیت کاهنده محصول احیا کننده ضعیف تر از عامل احیا کننده است و خاصیت اکسید کننده محصول اکسیداسیون ضعیف تر از عامل اکسید کننده است یک عامل یک عامل احیا کننده ضعیف و یک عامل اکسید کننده قوی یک عامل اکسید کننده ضعیف می سازد. به عبارت دیگر:

• هنگامی که عامل اکسید کنندهالکترون به دست آوردو ظرفیت ترکیب کاهش یابد، توانایی اکسید کننده خود را برای اکسید کردن عامل کاهنده “مصرف” می کند و خود کاهش می یابد.
• عامل احیا کننده،الکترون ها را از دست می دهد و ظرفیت خود را افزایش می دهد.

تعریف

Redox بسته به وضعیت واقعی واکنش تعاریف مختلفی دارد.

با توجه به سود و زیان الکترونیکی

اکسیداسیون: از دست دادن الکترون.

کاهش: به دست آوردن الکترون.

این ابتدایی ترین و نهایی ترین تعریف ردوکس و همچنین تعریف ردوکس به معنای وسیع است ^[1] .

با توجه به عدد اکسیداسیون

اکسیداسیون: افزایش عدد اکسیداسیون

کاهش: کاهش عدد اکسیداسیون

گاهی اوقات قضاوت بر اساس افزایش و از دست دادن الکترون ها دشوار است (به عنوان مثال، در واکنش هیدروژن و نیتروژن در فرآیند هابر ^[2] ، آمونیاک محصول یک ترکیب یونی نیست . الکترون ها توسط هر دو طرف مشترک است. و هیچ اتمی “الکترون” را نمی پذیرد یا “می دهد” سپس می توانید از عدد اکسیداسیون برای تعیین اینکه کدام طرف اکسید شده یا احیا شده است استفاده کنید.

با توجه به افزایش و از دست دادن اکسیژن

اکسیداسیون: دریافت اکسیژن

کاهش: از دست دادن اکسیژن

به دست آوردن اکسیژن اکسیداسیون نامیده می شود که ساده ترین ایده است. با این حال، از آنجا که هر واکنشی شامل افزایش و از دست دادن اکسیژن نیست (مانند واکنش بین سدیم فلزی و کلر )، این تعریف ردوکس به معنای محدود است .

با توجه به افزایش و از دست دادن هیدروژن

اکسیداسیون: از دست دادن هیدروژن

کاهش: هیدروژن دریافت کنید

این یک تعریف کمتر رایج است که اغلب در شیمی آلی و بیوشیمی استفاده می شود . مثال: در طی اکسیداسیون یک الکل اولیه به یک آلدهید ، کربن یک هیدروژن از دست می دهد، بنابراین یک واکنش اکسیداسیون است. الکل های ثالثی نمی توانند توسط اکسیدان ها اکسید شوند زیرا هیچ هیدروژنی روی کربن سوم وجود ندارد. واکنش های هیدروژناسیون ( آلکن ها به آلکان ها ، احیای توس بنزن ^[3] و غیره) واکنش های کاهشی هستند .

مثال

پرمنگنات (MnO4- ) و اگزالات (سی2O42- ) به عنوان مثال،MnO4- یک واکنش کاهش رخ می دهد، بنابراین یک عامل اکسید کننده است .سی2O42- یک واکنش اکسیداسیون رخ می دهد، بنابراین یک عامل کاهنده است. فرمول نیمه واکنش کاهشی آن به صورت زیر است:

MnO4-+8اچ++5ه-⟶منگنز2++4اچ2O

معادله نیمه واکنش اکسیداسیون به صورت زیر است:

سی2O42-⟶2CO2+2ه-

الکترون های دو معادله را حذف کنید تا به دست آورید:

(MnO4-+8اچ++5ه-⟶منگنز2++4اچ2O)×2

(سی2O42-⟶2CO2+2ه-)×5

2MnO4-+5سی2O42-+16اچ+⟶2منگنز2++10CO2+8اچ2O

مثال خاص: باید توجه داشت که برخی از مواد در یک واکنش عامل اکسید کننده و در واکنش دیگر عامل کاهنده هستند. دی اکسید گوگرد یک مثال است. معادله زیر نشان می دهد که چگونه دی اکسید گوگرد با اکسیژن واکنش می دهد و تری اکسید گوگرد را تشکیل می دهد:

2بنابراین2(4)+O2⟶2بنابراین3(6)

در این واکنش دی اکسید گوگرد اکسید می شود زیرا عدد اکسیداسیون گوگرد از 4 به 6 افزایش می یابد و دی اکسید گوگرد یک عامل احیا کننده است. حالا به یک مثال دیگر نگاه کنید. واکنش دی اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن :

بنابراین2(4)+2اچ2اس⟶3اس(0)+2اچ2O

در این واکنش، دی اکسید گوگرد به گوگرد، که عامل اکسید کننده است، کاهش می یابد.

بنابراین، ما نمی توانیم به سادگی بگوییم “یک ماده خاص یک عامل اکسید کننده یا یک عامل کاهنده است، باید توضیح دهیم که یک ماده خاص با چه موادی واکنش می دهد”.

انجام واکنش های ردوکس

مواد معدنی

واکنش ردوکس مواد معدنی خود را به صورت تغییر نسبت یک عنصر به عناصر دیگر نشان می دهد.

بسیاری از موادی که می توانند با عناصر اکسیژن ، کلر و گوگرد ترکیب شوند در طی واکنش اکسید می شوند. بیشتر عناصر غیر فلزی گازی اکسید کننده های خوبی هستند، در حالی که فلزات قلیایی عوامل کاهنده هستند. گازهای احیا کننده مانند هیدروژن و مونوکسید کربن می تواند فلزات را از اکسیدهای آنها استخراج کند.

واکنش اکسیداسیون ابتدا به واکنشی اطلاق می شود که در آن فلز یا غیرفلز با اکسیژن ترکیب می شود و اکسید می شود، در حالی که واکنش احیا ابتدا به واکنشی اشاره دارد که در آن فلز از ترکیب خود به ماده عنصری کاهش می یابد .

برای عناصر فلزی با حالت‌های ظرفیت متغیر ، یون‌های ظرفیت بالای آنها عموماً خاصیت اکسیدکننده دارند، در حالی که یون‌های ظرفیت کم آنها عموماً خواص کاهشی دارند. به عنوان مثال، دی کرومات (Cr(VI))، یون آهن (Fe(III)) و غیره اکسیدان هستند و یون های دو ظرفیتی قلع ، یون های دو ظرفیتی وانادیوم و غیره عوامل کاهنده هستند.

مواد آلی

گروه حاصل در مواد آلی تغییر می کند. واکنش های مواد آلی نیز به اکسیدان و عوامل کاهنده نیاز دارد و تعداد اکسیداسیون اتم های کربن در مولکول های آلی نیز تغییر خواهد کرد. به طور دقیق، اتم‌های کربنی که عدد اکسیداسیون آن‌ها تغییر می‌کند محدود به چند اتم کربن درگیر در گروه تغییر یافته است، اما برای راحتی محاسبه، می‌توان حالت ظرفیت متوسط ​​را در حین محاسبه در نظر گرفت.

پیوندهای دوگانه و سه گانه را می توان با عوامل اکسید کننده شکست. تبدیل گروه‌های حاوی اکسیژن نیز یک واکنش ردوکس است و گروه‌های درگیر در چنین واکنش‌هایی شامل گروه‌های هیدروکسیل الکلی ، گروه‌های آلدهیدی ، گروه‌های کتون و گروه‌های کربوکسیل هستند . در شرایط مناسب، آنها می توانند به یکدیگر تبدیل شوند. علاوه بر این، اکثر جایگزین های حلقه آروماتیک با α-هیدروژن می توانند توسط پرمنگنات پتاسیم به گروه های کربوکسیل اکسید شوند.

در این واکنش ها عموماً از پرمنگنات پتاسیم ، ازن ، دی کرومات پتاسیم و سایر مواد اکسید کننده قوی به عنوان اکسیدان ، برخی از ترکیبات آلی فلزی (مانند بوروهیدرید سدیم ، لیتیوم هیدرید آلومینیوم و غیره) و سایر مواد احیا کننده قوی با پیوندهای فعال به عنوان عامل احیا استفاده می شود .

ارتباط با الکتروشیمی

معمولاً واکنش ردوکس را می توان به یک سلول گالوانیکی تبدیل کرد . قطبی که واکنش اکسیداسیون در آن رخ می دهد آند است که قطب منفی مدار خارجی است که در آن واکنش کاهش رخ می دهد کاتد است که قطب مثبت مدار خارجی است . بین دو الکترود اختلاف پتانسیل وجود دارد ( معمولاً در الکتروشیمی نیروی الکتروموتور نامیده می شود )، بنابراین واکنش می تواند ادامه یابد و می توان از آن برای انجام کار .