ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Окислительно-восстановительные реакции из "Полумикрометод качественного анализа" Современной физикой установлено, что атом есть нейтральное тело, состоящее из положительно заряженного ядра, в которое входят протоны и нейтроны, и окружающих его отрицательно заряженных электронов. В химической реакции принимает участие наружный (внеядерный) слой электронов атома они могут присоединяться или отдаваться другому химическому веществу, участвующему в реакции. Процесс, при котором атом (или ион), теряя один или несколько электронов, получает в результате этого положительный заряд, называется окислением. Противоположный процесс, при котором атом или ион, присоединяя электрон, приобретает отрицательный заряд, называется восстановлением, Оба процесса взаимно связаны одно вещество окисляется и одновременно другое вещество восстанавливается. Вещество окисляющее называется окислителем вещество восстанавливающее называется восстановителем. Часто, ради краткости, к окислительно-восстановительным процессам применяется термин ге 1ох (редокс). [c.42] Сильными восстановителями являются такие химические элементы, которые при потере одного электрона образуют устойчивую электронную конфигурацию инертных газов. Такого рода элементы находятся в группе I периодической таблицы Менделеева это N3, К, и Сз. Элементы группы 1Б также теряют один электрон, образуя положительный ион, несущий один заряд, однако другие причины лимитируют их восстановительную силу. На своей внешней электронной оболочке элементы группы 1А имеют один электрон, который весьма легко отдается с образованием однозарядного положительного иона. Такой ион имеет электронную структуру инертного газа. [c.42] Элементы, имеющие на своей внешней оболочке два электрона (элементы II группы, такие как Ве, Mg, Са, 8г, Ва), также способны отдавать электроны и превращаться в положительные ионы с устойчивой электронной конфигурацией. Однако, потеря этими элементами двух электронов протекает труднее, чем потеря одного электрона у элементов группы 1А. [c.43] Мы видели, что элементы обеих групп 1А и ПА, будучи сильными восстановителями, легко окисляются и, следовательно, трудно восстанавливаются до металлического состояния. [c.43] Сильными окислителями являются элементы, которые, присоединяя один электрон, достраивают свою внешнюю электронную оболочку (до конфигурации ближайшего благородного газа). Такие элементы — фтор, хлор, бром и иод (группа УПБ). Менее энергичными окислителями будут элементы, нуждающиеся в двух электронах для достройки своей внешней оболочки. Такие элементы — кислород, сера, селен и теллур (группа У1Б). Элементы обеих этих групп, следовательно, сильные окислители, легко восстанавливаются до состояния ионов, которые трудно окисляются до простого тела. [c.43] По окислительно-восстановительной способности большинство химических элементов расположено между двумя крайними группами, рассмотренными выше. Следует отметить, что ионы, подобно самим элементам, могут быть окислителями и восстановителями. [c.43] Действительно, в качественном анализе чаще встречаются примеры окисления и восстановления ионами, чем элементами с нулевой валентностью (простые тела). [c.43] По силе своего действия окислители и восстановители значительно отличаются друг от друга. Металлический литий является сильнейшим восстановителем, в то время как фтор — сильней-цшй окислитель. Между этими крайними точками расположено большинство веществ числовая характеристика для некоторых из них приведена в приложении, таблица IV. [c.43] Е — окислительный потенциал, измеряемый в вольтах. [c.44] Он тем больше, чем сильнее система действует как окислитель. [c.44] Я — газовая константа, 8,432 джоуля. [c.44] Уравнение Нернста обычно применяется в этой форме. [c.44] Величина потенциала водородного электрода условно признана равной 0,00 V. [c.45] Рассмотрим два типа окислительно-восстановительного равновесия, к которым может быть приложено уравнение Нернста. [c.46] В этом случае Ag+ — окисленная форма, А — восстановленная форма. [c.46] Следовательно, если концентрация Ag+, находящегося в равновесии с электродом, уменьшается, электрод становится более отрицательным, значит, более сильным восстановителем. [c.46] Можно образно представить ход химической реакции между двумя системами с разными окислительными потенциалами с помощью следующей аналогии одно колено /-образной трубки с закрытым краном у дна наполнено наполовину водой (потенциал 1), а второе колено залито полностью (потенциал 2). После открытия крана вода перетекает до тех пор, пока оба уровня не станут одинаковыми (потенциал 1 = потенциалу 2). Конечное положение (равновесие), на котором установится уровень воды, зависит от первоначальной разности в высоте столбов. [c.48] Величина / Гравновесня показывает, что реакция протекает весьма полно (почти до конца). Если, например, [Си+ + ] в начале реакции будет 0,1 М, то при равновесии [Си++] будет (0,1—л ), в то время как [Zn++] будет х. [c.49] Вернуться к основной статье