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-восстановительные реакции чрезвычайно распространены. Это горение, получение различных веществ (в частности металлов и кислот), электрохимические процессы, процесс дыхания, фотосинтез. [c.217] Об окислительно-восстановительных свойствах простых веществ и соединений можно судить, руководствуясь периодической системой элементов Д. И. Менделеева. Типичными окислителями являются а) простые вещества, атомы которых обладают большой электроотрицательностью (элементы VIA и VHA групп), из них наиболее активны фтор, а также кислород и хлор, б) ионы с дефицитом электронов, это простые катионы с высшей или большой степенью окисления, например РЬ Fe Т1 , Се , и сложные анионы, в которых более электроположительный элемент имеет высшую или значительную степень окисления, например (Сг 04) , ( rl O ) (N 03), (Мп 04)-, (S U) -, (сг Оз)- (С1 о -, (В1 0з), (Pb U) , (СГ 0)-, (Вг 0з)-. [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, KNO3 (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 м 1.10й электроотрицательностью (металлы основных подгрупп, 1 и И групп, а также некоторые другие металлы восстановительная активность металлов обычно тем больше, чем меньше энергия ионизации их атомов, б) анионы, как простые, например СГ, S так и сложные, в которых более электроположительный элемент не имеет максимальной степени окисления, например (5 0з) , (N 02), в) катионы, в которых элемент проявляет не максимальную степень окисления и она может возрастать, например Се , Sп Fe S Ti , г) некоторые вещества при высоких температурах, например С, СО, Hj. [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, срсяу нз 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 Н2О 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 НКОэ выделяется несколько различных оксидов азота. [c.220] Описанную методику уравнивания реакций окисления-восстановления иногда называкпг 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] В неорганической химии с такими процессами приходится встречаться реже, чем с реакциями диспропорционирования. [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 NaOH или КОН. [c.223] О (кислородсодержащий анион трансформируется в бескислородный катион, анион с большим числом атомов О переходит в анион с меньшим числом атомов О и т. д.), облегчается в кислой среде (см. приведенные реакции с КМпО ). [c.224] Кислая среда спбсобствует 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 КМпОО. [c.224] Весьма сложно происходит восстановление азотной кислоты. Состав образующейся смеси продуктов восстановления (N0, N02, N1 и др.) зависит от природы восстановителя, концентрации кислоты и температуры. [c.224] Вернуться к основной статье