VI. Понятие об оки.-восстан. Процессах.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

VI. Понятие об оки.-восстан. Процессах.



1)Окисли́тельно-восстанови́тельные реа́кции, ОВР, это химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, реализующихся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем и атомом-восстановителем.

 

1. Рeакции мeжмолeкулярного окислeния-восстановлeния. В таких рeакциях окислитeль и восстановитeль находятся в разных вeщeствах:

3CuO + 2NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O

2. Внутримолeкулярныe ОВР. Сюда относятся рeакции, в которых окислитeль и восстановитeль содeржатся в одном и том жe вeщeствe в виде атомов разных элeмeнтов::

(NH4)2Cr2O7 =N2­ + Cr2O3 + 4H2O

3. Рeакции диспропорционирования. В них молeкулы и ионы одного и того жe вeщeства рeагируют друг с другом как окислитeль и восстановитeль.

Вeщeства, участвующие в рeакциях диспропорционирования содeржат элeмeнт в промeжуточной степени окисления, которая одноврeмeнно повышаeтся и понижаeтся:

2O2 = O2­ + 2Н2O

3 HNO2 = HNO3+ 2NO + H2O

2)

Окислителемявляется атом, молекула или ион, принимающий электроны. Восстановителем является атом, молекула или ион, отдающий электроны.

В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается. Причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого.

Окисление

Окисление - процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления.

При окисле́нии вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомы окислителя — акцепторами электронов.

В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и более мелкие составные части (см. Свободные радикалы). При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.

Окислитель, принимая электроны, приобретает восстановительные свойства, превращаясь в сопряжённый восстановитель:

окислитель + eсопряжённый восстановитель.

Восстановление

При восстановлении атомы или ионы присоединяют электроны. При этом происходит понижение степени окисления элемента. Примеры: восстановление оксидов металлов до свободных металлов при помощи водорода, углерода, других веществ; восстановление органических кислот в альдегиды и спирты; гидрогенизация жиров и др.

Восстановитель, отдавая электроны, приобретает окислительные свойства, превращаясь в сопряжённый окислитель:

восстановитель — eсопряжённый окислитель.

Несвязанный, свободный электрон является сильнейшим восстановителем.

Степень окисления - (окислительное число) , условный показатель, характеризующий заряд атома в соединениях.

 

3)задача

 

4)

На характер протекания окислительно – восстановительной реакции между одними и теми же веществами влияет среда. Так, например MnO-4

восстанавливается до


H+ Mn+2 бесцветный раствор


MnO-4 H2O MnO2 бурый осадок

Фиолето-

вый

OH- MnO42- раствор зеленого цвета

Для создания кислой среды используют серную кислоту. Для создания щелочной среды – растворы гидроксидов калия или натрия.

1)2 KMn+7O4 + 5Na2S+4O3 + 3H2SO4 = 2Mn+2SO4 + 5Na2SO4 + K2SO4+3H2O

 

 


Mn+7 + 5e = Mn+2 2 ЭKMnO4= М\5=158\5=31,6 г\моль


S+4 -- 2e = S+6 5

(метод электронного баланса)


5Na+NO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5NaNO3 + 2MnSO4 + 3H2O + K2SO4


M nO-4 + 8H+ + 5e = Mn+2 + 4H2O 2

N O-2 + H2O - 2e = NO-3 + 2H+ 5


2MnO-4 + 16H+ + 5NO-2 + 5H2O = 2Mn+2 + 8H2O + 5 NO-3 + 10H+

6H+ 3H2O

(метод полуреакций)

2)2 KMn+7O4 + 3Na2SO3 + H2O = 2 Mn+4O2 + 3 Na2SO4 + 2KOH

Mn+7 + 3e = Mn +4 2

М ЭKMnO4 = M\3 = 158\3 = 52,7 г\моль

S+4 - 2e = S+6 3


3)2 KMn+7O4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2Mn+6O4 + Na2SO4 + H2O

 

Mn+7 + 2e = Mn+6 2 МЭ KMnO4 = M\1 = 158\1 = 158,0г\моль

 


S+4 -2e = S+6 1


Эквивалент окислителя и эквивалент восстановителя– эточасть моля, которая отвечает соответственно одному присоединенному или отданному каждой молекулой электрону в данной реакции.

Для определения эквивалента (молярной массы эквивалента) окислителя надо молекулярную массу его разделить на число электронов, присоединенных одной молекулой, а эквивалента восстановителя - молекулярную массу разделить на число электронов, отданных одной молекулой восстановителя.

^ Эквивалент – безразмерная величина, а молярная масса эквивалента выражается в г/моль

Э = M / n

Эквивалент одного и того же окислителя в различных реакциях будет различным, он зависит от реакции, от числа присоединенных электронов.

 

5) Окислительно-восстановительная двойственность – это способность атома, находящегося в промежуточной степени окисления, быть как восстановителем, так и окислителем, в зависимости от того, с каким веществом он реагирует.

(Подробнее об окислителях, восстановителях, промежуточной степени окисления можно узнать в предыдущем разделе).

Например, окислительно-восстановительную двойственность проявляют все неметаллы (кроме фтора и кислорода), нитриты, сульфиты, некоторые сложные вещества:

+4 +3
SO2, HNO2

репркись водрода Н2О2

6) Окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал от англ. redox — reduction-oxidation reaction, Eh или Eh) — мера способности химического вещества присоединять электроны (восстанавливаться[1]). Окислительно-восстановительный потенциал выражают в милливольтах (мВ). Примером окислительно-восстановительного электрода: Pt/Fe3+,Fe2+ Окислительно-восстановительный потенциал определяют как электрический потенциал, устанавливающийся при погружении платины или золота (инертный электрод) в окислительно-восстановительную среду, то есть в раствор, содержащий как восстановленное соединение (Ared), так и окисленное соединение (Aox). Если полуреакцию восстановления представить уравнением:

Aox + n·e → Ared,

то количественная зависимость окислительно-восстановительного потенциала от концентрации (точнее активностей) реагирующих веществ выражается уравнением Нернста.

Окислительно-восстановительный потенциал определяют электрохимическими методами с использованием стеклянного электрода с red-ox функцией[2] и выражают в милливольтах (мВ) относительно стандартного водородного электрода в стандартных условиях.

 

В электрохимии стандартный электродный потенциал, обозначаемый Eo, E0, или EO, является мерой индивидуального потенциала обратимого электрода (в равновесии) в стандартном состоянии, которое осуществляется в растворах при эффективной концентрации в 1 моль/кг и в газах при давлении в 1 атмосферу или 100 кПа (килопаскалей). Объёмы чаще всего взяты при 25 °C. Основой для электрохимической ячейки, такой как гальваническая ячейка всегда является окислительно-восстановительная реакция, которая может быть разбита на две полуреакции: окисление на аноде (потеря электрона) и восстановление на катоде (приобретение электрона). Электричество вырабатывается вследствие различия электростатического потенциала двух электродов. Эта разность потенциалов создаётся в результате различий индивидуальных потенциалов двух металлов электродов по отношению к электролиту.

Стр 21 про коррозию

Электрохи́мия — раздел химической науки, в котором рассматриваются системы и межфазные границы при протекании через них электрического тока, исследуются процессы в проводниках, на электродах (из металлов или полупроводников, включая графит) и в ионных проводниках (электролитах). Электрохимия исследует процессы окисления и восстановления, протекающие на пространственно-разделённых электродах, перенос ионов и электронов. Прямой перенос заряда с молекулы на молекулу в электрохимии не рассматривается.

 

Гальваническйи элемнт?

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-22; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.206.76.226 (0.013 с.)