Diferencia entre hidrogenación y reducción

Diferencia Principal - Hidrogenación vs Reducción

Las reacciones de hidrogenación y reducción son procesos químicos relacionados. La hidrogenación es un tipo de reducción. La reducción tiene tres definiciones diferentes: disminución del número de oxidación, pérdida de oxígeno y ganancia de hidrógeno. La definición más aceptable es la disminución del número de oxidación. La tercera definición (ganar hidrógeno) se ajusta a la definición de hidrogenación. sin embargo, la hidrogenación requiere esencialmente un catalizador, mientras que la reducción no requiere un catalizador, a menos que sea una hidrogenación. Este es el diferencia principal Entre hidrogenación y reducción..

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es la hidrogenación?
      - Definición, Mecanismo
2. ¿Qué es la reducción?
     - Definición, Explicación, Ejemplos
3. ¿Cuál es la relación entre hidrogenación y reducción?
4. ¿Cuál es la diferencia entre hidrogenación y reducción?
     - Comparación de diferencias clave

Términos clave: Catalizador, hidrogenación, níquel, oxidación, número de oxidación, paladio, platino, reacciones redox, reducción, saturación, insaturado

¿Qué es la hidrogenación?

La hidrogenación es una reacción química entre el hidrógeno molecular (H₂) y otra especie química. Una hidrogenación ocurre generalmente en presencia de un catalizador tal como níquel, paladio o platino y sus óxidos. La hidrogenación se utiliza para la reducción y saturación de un compuesto químico. Puede haber dos tipos de hidrogenación:

1. Adición de hidrógeno a un doble enlace o triple enlace en un compuesto
2. Adición de hidrógeno que provoca la disociación de la molécula.

Casi todos los compuestos orgánicos compuestos de dobles enlaces o enlaces triples pueden reaccionar con el hidrógeno molecular en presencia de un catalizador. La reacción de hidrogenación es de gran importancia para los procesos de síntesis industrial; Por ejemplo, en la industria del petróleo, la hidrogenación se utiliza para fabricar gasolina y varios productos petroquímicos..

Mecanismo de Hidrogenación.

Al considerar el mecanismo de hidrogenación, hay tres componentes principales que deben considerarse. Son el sustrato insaturado, la fuente de hidrógeno y un catalizador. La temperatura y la presión del sistema pueden variar según el sustrato y el catalizador utilizado.

La fuente de hidrógeno es a menudo gas hidrógeno en sí mismo. Está disponible comercialmente en cilindros presurizados. Los sustratos para la hidrogenación pueden ser alquenos, alquinos, aldehídos, alcoholes, cetonas, ésteres, ácidos carboxílicos y compuestos nitro. Los catalizadores se encuentran en dos tipos como catalizadores homogéneos y catalizadores heterogéneos. La diferencia entre catalizadores homogéneos y heterogéneos es que los catalizadores homogéneos se disuelven en la solución que contiene el sustrato, mientras que los catalizadores heterogéneos se suspenden en esa solución..

Figura 1: Mecanismo de hidrogenación.

La hidrogenación que se produce en sólidos (catalizador heterogéneo) se explica por el mecanismo de Horiuti-Polanyi. Enuncia los siguientes pasos..

1. Unión del enlace insaturado y el hidrógeno atómico (de la disociación del hidrógeno molecular) a la superficie del catalizador.
2. Adición de un átomo de hidrógeno al enlace insaturado. Este paso es reversible..
3. Adición del segundo átomo de hidrógeno; esto es irreversible.

Pero en procesos de hidrogenación que involucran catálisis homogénea, el metal se une a ambos componentes para dar un metal alqueno intermedio (H)₂ complejo.

¿Qué es la reducción?

La reducción es disminuir el número de oxidación de una especie química. Normalmente se realiza mediante la adición de electrones. Una reacción de reducción es una reacción a medias que ocurre paralelamente a una reacción de oxidación en reacciones redox. La reacción de oxidación aumenta el número de oxidación. Por lo tanto, la reducción es lo opuesto a la oxidación..

Pero en algunas reacciones, la oxidación y la reducción se refieren a la adición o eliminación de oxígeno respectivamente. Aquí, la oxidación es la ganancia de oxígeno, mientras que la reducción es la pérdida de oxígeno. Otra definición más antigua para la oxidación y la reducción implica la transferencia de hidrógeno. Aquí, la oxidación es la pérdida de hidrógeno, mientras que la reducción es la ganancia de hidrógeno. Sin embargo, según las definiciones generalmente aceptadas, se sabe que la oxidación es el aumento del estado de oxidación, mientras que la reducción se conoce como la disminución del estado de oxidación.

Figura 2: Reacciones redox

La reducción puede ser uno de los tres fenómenos siguientes..

1. Disminuyendo el número de oxidación de un valor positivo a un valor negativo
2. Disminuyendo el número de oxidación de un valor positivo a cero
3. Disminuyendo el número de oxidación de cero a un valor negativo.

Ejemplos

Algunos ejemplos comunes de reacciones de reducción:

• Reducción de hierro (III) a hierro (II):
• Reducción de H⁺ a H₂
• Reducción de Cu⁺² a Cu

Relación entre hidrogenación y reducción

• La hidrogenación es un tipo de reacción de reducción. Una de las tres definiciones de reducción indica que la ganancia de hidrógeno es una reducción.

Diferencia entre hidrogenación y reducción

Definición

Hidrogenación: La hidrogenación es una reacción química entre el hidrógeno molecular (H₂) y otra especie química.

Reducción: La reducción es la disminución del número de oxidación de una especie química..

Mecanismo

Hidrogenación: La hidrogenación es esencialmente la adición de hidrógeno..

Reducción: La reducción es la disminución del número de oxidación; pérdida de oxígeno; ganancia de hidrógeno.

Componentes

Hidrogenación: Los compuestos que contienen dobles enlaces o enlaces triples sufrirán hidrogenación.

Reducción: Las especies químicas que tienen un mayor número de oxidación pueden sufrir reducción.

Catalizador

Hidrogenación: La hidrogenación requiere un catalizador como componente esencial..

Reducción: La reacción de reducción no requiere un catalizador a menos que sea una hidrogenación.

Conclusión

La hidrogenación es un tipo de reacción de reducción. Se utiliza para convertir compuestos insaturados en compuestos saturados. La reducción se refiere a la disminución del número de oxidación de una especie química. Siempre ocurre en paralelo a una reacción de oxidación. La principal diferencia entre la hidrogenación y la reducción es que la hidrogenación requiere esencialmente un catalizador, mientras que la reducción no requiere un catalizador a menos que sea una hidrogenación..

Referencia:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Definición de reducción en química”. ThoughtCo, 3 de septiembre de 2017, disponible aquí.
2. Libretextos. "Definiciones de oxidación y reducción". Química LibreTexts, Libretexts, 2 de mayo de 2016, disponible aquí.
3. "Hidrogenación". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 1 de mayo de 2017, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. “Mecanismo que implica la hidrogenación de paladio” Por Wesleye1000 - Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) a través de Commons Wikimedia
2. “Redox Halves” por Cameron Garnham - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia