ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Направление окислительно-восстановительных процессов из "Общая и неорганическая химия" Прежде чем перейти к рассмотрению термодинамики окислительно-восстановительных реакций, дадим общую характеристику этих процессов. [c.216] Окислительно-вскстановительные реакции чрезвычайно распространены. Это горение, получение различных вешеств (в частности металлов и кислот), электрохимические процессы, процесс дыхания, фотосинтез. [c.217] В растворах кислоты - более сильные окислители, чем их растворенные соли, причем окислительная активность кислот тем значительнее, чем выше их концентрация в растворе. Так, КНОз (р) почти не проявляет окислительных свойств (необходим очень сильный восстановитель), разбавленная азотная кислота является слабым окислителем, а концентрированная - кислота один из наиболее энергичных окислителей. Сильными окислителями являются также пероксиды металлов. [c.217] К типичным восстановителям относятся а) простые вещества, атомы которых обладают малой электроотрицательностью (металлы основных подгрупп, I и II групп, а также некоторые другие металлы восстановительная активность металлов обычно тем больше, чем меньше энергия ионизации их атомов, б) анионы, как простые, например СГ, так и сложные, в которых более электроположительный элемент не имеет максимальной степени окисления, например (5 Оз) , (N Oa), в) катионы, в которых элемент проявляет не максимальную степень окисления и она может возрастать, например Се , Sn , Fe , Ti г) некоторые вещества при высоких температурах, например С, СО, Нг. [c.217] Ради удобства и единообразия записи уравнений окислительно-восстановительных реакций целесообразно применять определенный порядок для исходных веществ сначала принято записывать восстановитель, затем окислитель и далее, если необходимо, среду из продуктов реакции сначала указывают продукт окисления восстановителя, затем продукт восстановления окислителя и далее другие вещества. [c.218] При составлении уравнения выясняют, входит ли в реакцию вода или она получается в результате реакции. В подавляющем большинстве случаев можно считать, что в НгО степень окисления элементов не меняется. Редкими исключениями являются лишь те процессы, в которых вода подвергается действию очень сильного окислителя, например фтора, или очень энергичного восстановителя, например ионов Н . [c.218] В заключение проверяют правильность записи уравнения по числу атомов кислорода (слева и справа по 20 атомов). [c.219] Разумеется, рассмотренные операции целесообразно осуществлять без многократного переписывания уравнения реакции. [c.219] Уравнения этих реакций, как и многих других, рассмотренных в настоящем разделе, воспроизводят лишь преобладающее направление процессов. Так, при растворении Си в НЫОз выделяется несколько различных оксидов азота. [c.220] Описанную методику уравнивания реакций окисления-восстановления иногда называют методом главных коэффициентов (есть и другие методы). [c.221] При затруднении в подборе стехиометрических коэффициентов для реакций диспропорционирования эти процессы можно рассматривать как бы протекающими в обратном направлении, т. е. начинать расстановку коэффициентов веществ с различными степенями окисления элементов (тогда задача сводится к уже рассмотренной). [c.222] Отсюда становится понятным, что для проведения реакций в нейтральной среде необходимо использовать активные окислители, а реакции в щелочной среде следует проводить при нагревании с энергичными восстановителями. [c.223] Для создания кислой среды обычно используют разбавленную серную кислоту, так как азотная кислота проявляет окислительные свойства, а хлороводородная кислота обладает восстановительными свойствами. Для создания щелочной среды прибавляют раствор МаОН или КОН. [c.223] Кислая среда способствует процессам, в которых расход ионов Н на восстановление больше расхода ионов ОН на окисление. В противоположных случаях целесообразно применение щелочной среды. Если же расход Н - и ОН -ионов отличается не сильно, то реакцию можно проводить и в нейтральной среде (см. восстановление КМПО4). [c.224] Весьма сложно происходит восстановление азотной кислоты. Состав образующейся смеси продуктов восстановления (N0, NO2, N2 и др.) зависит от природы восстановителя, концентрации кислоты и температуры. [c.224] Как указано выше, направление процессов можно установить по изменению энергии Гиббса реакции ДО для весьма частного (хотя и практически важного) случая - окислительновосстановительных процессов, протекающих в разбавленных растворах при температурах, близких к 25° С можно пользоваться также значениями стандарных электродных потенциалов У 298. Ясно, что результат оценки по АС и по (р° должен быть одинаков. [c.225] На двух примерах покажем возможность определения направления реакций (в разбавленных водных растворах при 25° С и 101 кПа) с помощью значений стандартных электродных потенциалов (см. табл. 2.5). Использование этих значений основано на возможности разделения окислительно-восстановительной реакции на две полуреакции , каждая из которых включает окислительно-восстановительную пару вида, приведенного в табл. 2.5. Сочетая различные полуреакции , можно получить разнообразные продукты. [c.225] Полученные результаты означают, что только иодид калия восстанавливает РеСЬ (ЛЕ298 0). [c.225] Вернуться к основной статье