Page 10 - Inorganic Chemistry 2561_2

บทที่ 1 ธาตุทรานสิชันและปฏิกิริยารีดอกซ์

ตามที่ได้กล่าวมาแล้วว่า ธาตุทรานสิชันมีเลขออกซิเดชันได้เป็นจ านวนมาก จึงท าให้มีชนิดของสารประกอบได้

มากมาย โดยขึ้นกับการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้น

1.2 ปฏิกิริยารีดอกซ์ของธาตุทรานสิชัน

ธาตุทรานสิชันมีสมบัติเป็นโลหะเมื่อท าปฏิกิริยากับออกซิเจนเกิดเป็นสารประกอบโลหะออกไซด์ โดยโลหะ

ท าปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนแล้วท าให้เลขออกซิเดชันของโลหะเพิ่มขึ้น จึงน าปฏิกิริยารีดักชันและออกซิเดชัน
ของโลหะมาใช้ในการเตรียมโลหะทรานสิชันบริสุทธิ์ การเตรียมโลหะทรานสิชันจากสารประกอบโลหะออกไซด์ท าโดย

รีดิวซ์ไอออนโลหะเพื่อลดเลขออกซิเดชันจนกลายเป็นโลหะอิสระ พบว่าปฏิกิริยาเคมีของธาตุทรานสิชันเกี่ยวข้องกับ

การรับและการให้อิเลคตรอน ปฏิกิริยาการรับอิเลคตรอนเรียกว่า ปฏิกิริยารีดักชัน (reduction reaction) ปฏิกิริยา
การสูญเสียอิเลคตรอนเรียกว่า ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation reaction) ปฏิกิริยารวมของปฏิกิริยารีดักชันและ

ออกซิเดชันเรียกว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox reaction) ชนิดของสารประกอบที่ให้อิเลคตรอนเรียกว่า ตัวรีดิวซ์
(reducing agent หรือ reductant) และชนิดของสารประกอบที่รับอิเลคตรอนเรียกว่า ตัวออกซิไดซ์ (oxidizing

agent หรือ oxidant) ปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นการถ่ายเทอิเลคตรอนคล้ายกับปฏิกิริยากรด-เบส ซึ่งเกี่ยวข้องกับการ

ถ่ายเทโปรตอน แต่ปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดจากตัวรีดิวซ์ถ่ายเทอิเลคตรอนไปยังตัวออกซิไดซ์แล้วท าให้เกิดการเปลี่ยน
เลขออกซิเดชันของอะตอมหรือไอออนในสารประกอบ ในบางปฏิกิริยาพบว่าเกิดการถ่ายเทอะตอมของธาตุด้วย การ

พิจารณาว่าปฏิกิริยาใดเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์สังเกตุได้จากการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน (oxidation state) ของ
อะตอมในไอออนหรือสารประกอบที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา

การแยกธาตุทรานสิชันจากสารประกอบโดยขบวนการรีดักชันเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ โลหะทรานสิชัน

บริสุทธิ์ชนิดแรกที่แยกได้โดยขบวนการรีดักชันคือ โลหะทองแดง (Cu) ตามสมการ

2Cu S(s) + 3O (g)  2Cu O(s) + 2SO (g)
2 2 2 2
Cu O(s) + CO(g)  Cu(s)+ CO (g)
2 2

โลหะที่เตรียมได้จากปฏิกิริยารีดักชันตัวถัดมา คือ เหล็ก (Fe) ธาตุอื่นๆ ไม่สามารถแยกออกมาโดยวิธีการ
เดียวกันนี้ได้แม้ว่าในสินแร่นั้นมีความเข้มข้นของธาตุสูงก็ตาม แต่ท าได้โดยการแยกด้วยไฟฟ้า (electrolysis) วิธีนี้

ใช้แยกโลหะอะลูมิเนียมจากสินแร่ที่มีความเข้มข้นต ่าจนถึงความเข้มข้นสูงได้ เมื่อมีการพัฒนาเตาเผาไฟฟ้าที่ให้
อุณหภูมิสูงขึ้น จึงสามารถแยกธาตุแมกนีเซียมโดยการรีดิวซ์ด้วยคาร์บอนจากการใช้ความร้อนได้ตามสมการ


MgO(s) + C(s)   Mg(l) + CO(g)

6