Разделу Химические процессы Окислительно-восстановительные процессы

При обсуждении всех описанных выше химических методов автор обращал внимание на кинетику процессов, лежащих в основе этих методов. В главе, посвященной титриметрическому анализу, говорилось, что основная реакция должна быть быстрой. При обсуждении окислительно-восстановительных равновесий указывалось, что многие процессы переноса электрона идут настолько медленно, что их нельзя использовать в аналитических целях. В предыдущем разделе обсуждалось влияние кинетических факторов на природу осадков. [c.381]

Полупроводниковый механизм рассматривает окислительно-восстановительные процессы в пигментных слоях хлорофилла с позиций электроники твердого тела [27]. Он предполагает миграцию зарядов по зоне проводимости или валентной зоне (в последней возникают светоиндуцированные вакансии) к центрам захвата — химическим акцепторам или донорам электронов. При экситонной миграции энергии в пигментной матрице нейтральный экситон может мигрировать к реакционному центру, где и происходит его диссоциация на два противоположно заряженных носителя. Разделение зарядов может иметь место не только в реакционном центре, но и на дефектах структуры пигментной матрицы [28]. В этом случае носители заряда раздельно мигрируют в матрице электронная вакансия (р) захватывается в активном центре, приводя к образованию катион-радикала хлорофилла (бактериохлорофилла), а электрон (е) — первичным акцептором, который может быть локализован вдали от активного центра. Центры захвата носителей заряда в пигментной матрице, обладающие низкой потенциальной энергией, разделены в пространстве в результате миграции зарядов по зоне проводимости или валентной зоне. В них инициируются первичные химические реакции фотосинтеза. [c.22]

Все химические реакции можно разделить на две группы происходящие без изменения и с изменением степеней окисления элементов. Последние Называются окислительно-восстановительными. В процессе протекания окислительно-восстановительных реакций одни вещества окисляются, отдавая электроны, а другие восстанавливаются, принимая их. Горение, тление, гниение, дыхание, [c.23]

Настоящее пособие рассчитано на безмашинное обучение студентов. Сюда включены наиболее трудные и новые разделы курса химии (теория окислительно-восстановительных процессов, объяснение природы химического взаимодействия с привлечением метода молекулярных орбиталей и представлений об электроотрицательности и поляризации ионов и др.). Самостоятельными разделами представлены номенклатура неорганических соединений, правило фцз и элементы физико-химического анализа. Обзор свойств элементов дан с привлечением теоретических представлений. Пособие рассчитано на студентов нехимических специальностей вузов, преподавателей школ и лиц, самостоятельно изучающих соответствующие разделы общей и неорганической химии. [c.2]

В настоящем издании расширены разделы, посвященные строению вещества и учению о растворах кратко рассмотрены основные идеи химической термодинамики и методы простейших химико-термодинамических расчетов подробнее, чем в предыдущих изданиях, изложены вопросы, связанные с окислительно-восстановительными процессами и со свойствами металлов и сплавов. При этом общий план построения учебника сохранен в основном прежним. [c.10]

Теоретической основой методов количественного анализа являются различные разделы химии и физики. Например, теории осаждения, кислотно-основных, окислительно-восстановительных процессов и реакций комплексообразования, теории физико-химических методов анализа. [c.215]

Кинетику окислительно-восстановительного процесса, протекающего на границе твердого редоксита и раствора, следует рассматривать, исходя из различных предположений. Можно допустить, что замедленной является химическая реакция, в ходе которой распределенные в матрице группы превращаются в окисленные или восстановленные. При мгновенной реакции процесс будет контролироваться диффузией растворенного агента в глубину редоксита (внутридиффузионная кинетика) или из объема раствора и редоксита к поверхности раздела фаз (внешнедиффузионная кинетика). [c.33]

Общетеоретическую базу учебника составляют учение о строении вещества, термодинамика и кинетика химических реакций, теории обменных и окислительно-восстановительных процессов. На этой базе рассмотрены основные химические системы и процессы. Больше внимания уделено наиболее общим законам и принципам химии. При изложении химической связи рассматриваются методы валентной связи и молекулярных орбиталей, как взаимно дополняющие подходы в понимании связи. Это позволило с общих позиций рассмотреть взаимодействия частиц в газах, жидкостях и твердых телах и свойства веществ в этих состояниях. При изложении химии твердого тела за основу приняты свойства тех или иных фаз. Большое внимание уделено химическим процессам на границе раздела фаз и межфазным взаимодействиям. В раздел Избранные вопросы химии , изучаемый по выбору вуза, включены химия металлов, неметаллов и полимеров, элементы органической химии, ядерно-химические процессы, а также химические идентификация и анализ вещества. Особое внимание в учебнике уделено роли химии в охране окружающей среды. Этот вопрос рассматривается практически в каждой главе и обобщается в главе Химия и экология . [c.8]

В тесной связи с вопросом о делокализации электрона в пределах одной молекулы находится и вопрос о возможности межмолекулярного переноса электрона. Наиболее хорошо изученными реакциями такого рода являются многочисленные окислительные восстановительные процессы — взаимные превращения частиц, способных изменять величину своих электрических зарядов. Процессы переноса электрона можно разделить на два больших класса — взаимодействие химически идентичных частиц, отличающихся только зарядом, как например, [c.160]

Если пространственно разделить процесс окисления восстановителя II процесс восстановления окислителя, можно получить электрический ток. В этом случае окислительно-восстановительные реакции осуществляются на электродах, а химическая энергия непосредственно превращается в электрическую. Теоретически для получения электрической энергии можно применить любую окислительно-восстановительную реакцию. [c.222]

Если окислительно-восстановительную реакцию осуществить так, чтобы процессы окисления и восстановления были пространственно разделены, и создать возможность перехода электронов от восстановителя к окислителю по проводнику (внешней цепи), то во внешней цепи возникнет направленное перемещение электронов —электрический ток. При этом энергия химической окислительно-восстановительной реакции превращается в электрическую энергию. Устройства, в которых происходит такое превращение, называются химическими источниками электрической энергии, или гальваническими элементами. [c.176]

При электролизе растворов и расплавов основными процессами являются окислительно-восстановительные электрохимические реакции на электродах. Причем, в отличие от аналогичных химических реакций, протекающих в объёме, процессы окисления и восстановления пространственно разделены на аноде идет отдача электронов (окисление), а на катоде их присоединение (восстановление). [c.187]

Задача данного пособия — закрепить основные теоретические положения неорганической химии и научить студе( тов использовать химические уравнения для осмысленного восприятия важнейших химических процессов. В пособии рассматриваются обменные и окислительно-восстановительные реакции. Окислительно-восстановительные реакции имеют большое теоретическое и практическое значение. Студенты обычно затрудняются при составлении уравнений этих реакций. Поэтому этот раздел излагается более подробно. [c.3]

В окислительно-восстановительных реакциях переход электронов от восстановителей к окислителям происходит непосредственно при контакте частиц и энергия химической реакции превращается в теплоту. Но эти реакции можно проводить и в таких условиях, когда процессы окисления и восстановления пространственно разделены, т. е. восстановитель отдает электроны окислителю через проводник электричества, в результате чего образуется поток электронов (электрический ток) в металлическом проводнике. [c.188]

Можно осуществить эту реакцию так, чтобы процессы окисления и восстановления были пространственно разделены тогда переход электронов от восстановителя к окислителю будет происходить не непосредственно, а через внешнюю электрическую цепь. В этом случае возникнет направленный поток электронов — электрический ток. В результате энергия окислительно-восстановительной химической реакции будет превращена в электрическую энергию. Устройства, обеспечивающие это превращение, называются гальваническими элементами. [c.117]

Биохимические процессы в клетке контролируются специальными белками -ферментами. Ферменты являются биокатализаторами с очень высокой эффективностью и специфичностью. Они могут увеличивать скорость реакций в 10 и более раз. Очень часто ферменты называют по субстрату с окончанием аза . Так, фермент цел-люлаза катализирует гидролиз целлюлозы. Используются также названия ферментов по катализируемой реакции. Например, гидролазы катализируют гидролиз, дегидрогеназы - отрыв водорода и т.д. В связи с увеличением числа известных ферментов в настоящее время по катализируемым реакциям все ферменты разделены на шесть классов оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы. Ок-сидоредуктазы катализируют обратимые окислительно-восстановительные реакции, в которых происходит перенос водорода, электронов или гидрид-нонов. Трансферазы переносят группы атомов от одного соединения к другому. Гидролазы катализируют гидролитическое расщепление различных связей (гликозидных, пептидных, эфирных и др.). Лиазы катализируют реакции, в которых происходит расщепление химических связей с образованием двойных связей илн присоединение по двойным связям. Изомеразы воздействуют на процессы изомеризации. Л и газы (син-тетазы) катализируют образование связи между двумя соединениями, используя энергию АТФ и других высокоэнергетических соединений. [c.327]

Химическими источниками электрической энергии называются устройства, превращающие химическую энергию какой-либо реакции в электрическую. Для такого превращения необходимо, чтобы процессы, связанные с изменением зарядов у электродов (т. е. окислительный и восстановительный процессы), были разделены пространственно, и электроны проходили через внешнюю цепь. [c.462]

Для непосредственного перехода энергии окислительно-восстановительной реакции в электрическую необходимо разделить процессы приема и отдачи электронов, с тем чтобы электроны проходили по проводнику под действием разности потенциалов, создаваемой за счет химической реакции. [c.227]

В разобранном примере и во всех других случаях электролиза на катоде происходит процесс восстановления (присоединение электронов), а иа аноде — процесс окисления (отдача электронов). В отличие от химических окислительно-восстановительных реакций обычного типа, процессы окисления и восстановления при электролизе разделены в пространстве. [c.314]

В разделе 6.9 упоминалось, что в период с 1884 по 1887 г. Сванте Аррениус разработал теорию, в соответствии с которой электролиты (соли, кислоты, основания) в водных растворах диссоциируют на электрически заряженные атомы или группы атомов, называемые катионами и анионами. Данная глава посвящена, в частности, явлениям, которые наблюдаются при действии электрического тока на расплавленные соли и ионные растворы. Установлено, что электронные реакции на электродах можно описывать как процессы окисления или восстановления атомов или групп атомов и что химические реакции, называемые окислительно-восстановительными реакциями, часто удобно рассматривать как две электродные реакции. [c.304]

Стандартные потенциалы. Для количественной оценки окислительных (восстановительных) свойств системы в раствор погружают электрод из химически инертного (индифферентного) токопроводящего материала. На границе раздела фаз (электрод — раствор) происходит электронообменный процесс, приводящий к возникновению потенциала, являющегося функцией активности электронов в растворе. Значение потенциала тем больше, чем выше окислительная способность раствора. [c.260]

При электролизе на катоде к ионам присоединяются электроны, а на аноде ионы отдают электроны. Следовательно, электрический ток при электролизе производит на катоде восстановление, а на аноде — окисление. При химических реакциях процессы окисления обязательно одновременно сопровождаются процессами восстановления. Это положение остается в силе и в случае электролиза, но здесь одновременно протекающие процессы окисления и восстановления пространственно разделены окисление происходит на аноде, а восстановление на катоде. Окислительно-восстановительное действие электрического тока используется в технике для получения некоторых очень важных химических соединений (стр. 256). [c.255]

Основные области научных исследований — физикохимия металлургических процессов и прикладные разделы неорганической химии. Исследовал ( 900—1902) состав и свойства сплавов меди и сурьмы, изучил явление закалки в них, определил причины образования игольчатых структур. Изучал процессы травления железа хлористым водородом при высоких температурах, что дало ему возможность установить (1909) существование аустенита. Обнаружил (1910) полиморфизм никеля. Определил физико-химические условия превращения одних оксидов железа в другие и развил теорию окислительных и восстановительных процессов (1927—1929). Предложил (1927) теорию твердения цементов. [c.36]

Коррозия представляет собой окислительно-восстановительный гетерогенный процесс, происходящий на поверхности раздела фаз. Коррозия может протекать в газах, в воздухе, в воде (речной, морской, грунтовой), в органических растворителях и в растворах электролитов. Различают химическую и электрохимическую коррозию металлов. [c.294]

Учитывать вид фаз р и б необязательно, поэтому реакцию (5.7) можно рассматривать как прямой аналог химических окислительно-восстановительных реакций в гомогенных системах (типа реакций (5.1)). Однако эта аналогия относится к общему виду и продуктам реакций, хотя их механизмы принципиально различны . Если реакция идёт в гомогенной жидкой фазе, ионы Ге2+ и Се + движутся вследствие тепловой диффузии, и необходимым условием реакции являются их столкновения. В то же время в гальваническом элементе эти ионы непосредственно не взаимодействуют друг с другом и вступают в независимые отдельные реакции на поверхности платиновых электродов. Ионы Ге2+ в процессе диффузии в растворе достигают поверхности электрода И, отдавая ему электрон, окисляются до На другом электроде происходит передача (перенос) электрона на ион Се +, Такой косвенный механизм передачи электрона и компенсации зарядов и Се , естественно, в значительной мере определяются свойствами материала электрода и т.п. Кроме того, скорость окислительно-восстановительной реакции очень сильно зависит от характеристик границы раздела электрод/ раствор. [c.146]

Особенно заметные изменения действие излучений вызывает в растворах красителей радиационно-химические исследования их ведутся непрерывно начиная с 1930 г., причем основное внимание обращают на изменение окраски. Последнее может быть обусловлено в основном двумя видами процессов обратимым окислительно-восстановительным превращением красителя и необратимым окислением его, подобным тому, которое наблюдается при облучении простых ароматических соединений (стр. 167). Кроме того, изменение окраски может быть вызвано действием кислоты, возникающей при радиолизе хлорированных растворителей. Однако в этом случае оно в сущности служит проявлением поведения растворителя и потому рассмотрено выше в соответствующем разделе (стр. 126 и сл.). С момента появления первых работ по радиационной химии красителей наблюдается неослабевающий интерес к использованию систем, содержащих красители, для дозиметрических целей. Тем не менее выдающихся успехов в этом направлении достигнуть не удалось. Другая причина повышенного интереса к радиационной химии красителей кроется в том, что окисление и восстановление некоторых из них являются наглядной иллюстрацией свойств сопряженных окислительно-восстановительных систем, а также представляют собой аналогию процессов, протекающих в системах, играющих важную роль в биологии. [c.204]

Оксредметрия, являясь одним из разделов физической химии, охватывает широкий круг вопросов, связанных с взаимодействием веществ в растворах. Концепция окисления и восстановления — одна из главных в химической науке. Однако количественное описание ее, достигаемое введением понятия окислительный потенциал и разработкой методов его экспериментального определения, достаточно просто выполняется лишь для небольшой доли химических реакций. Развитие теоретических представлений и экспериментальных возможностей оксредметрия суш ественно расширит круг химических взаимодействий, для которых одним из информативных становится метод окислительного потенциала. В частности, если в тот или иной процесс, протекаюш,ий в растворе, вовлекаются частицы, входяш ие в окислительно-восстановительную систему, потенциал которой может быть определен экспериментально, то оксредметрия часто может дать не только термодинамические, но и кинетические характеристики этого процесса. [c.3]

При химических реакциях процессы окисления обязательно сопровождаются процессами восстановления. Это положение остается в силе и в случае электролиза, но здесь одновременно протекающие процессы окисления и восстановления пространственно разделены окисление происходит на аноде, а восстановление на катоде. Окислительно-восстановительное действие электрического тока используется в технике для получения некоторых очень важных химических соединений (стр. 267). [c.266]

Коррозия металла. По характеру самого процесса коррозию разделяют на две основные группы химическую и электрохимическую. Химическая коррозия протекает в неэлектролитах — жидкостях, не проводящих электрический ток, и в сухих газах при высокой температуре. Электрохимическая коррозия — в электролитах и во влажных газах, характеризуется нал.ч-чием двух параллельно идущих процессов окислительного (растворение металлов) и восстановительного (выделение металла из раствора). Этот вид коррозии сопровождается протеканием электрического тока (рис. 1). Если привести в контакт два разнородных металла в присутствии разбавленных кислот, щелочей или растворов солей, то один из металлов (более активный) начнет разрушаться (рис. 2). Металлы и раствор образуют между собой электрическую цепь. По степени активности металлы располагаются в следующей последовательности бронза, медь, железо, никель, серебро, золото, платина. [c.5]

Химическими источниками тока (ХИТ) называются устройства, превращающие химическую энергию окислительно-восстановительных процессов в электрическую. Для такого превращения необходимо, чтобы окислительный и восстановительный процессы, связанные с изменением зарядов у электродов, были разделены пространственно и электроны проходили через в ещнюю цепь 1]. Процесс превращения химической энергии в электрическую в химическом источнике тока называется разрядом. По характеру работы все известные разновидности ХИТ подразделяют на гальванические элементы, или первичные источники тока, и электрические аккумуляторы, или вторичные источники тока. [c.5]

В настояшее время электродным потенциалом называют ЭДС электрохимической цепи, построенной из стандартного водородного электрода и электрода окислительно-восстановительной полуреакции. В стандартном водородном электроде (с. в. э.) платинированный платиновый электрод в растворе кислоты с единичной активностью (фактически используют растворы с а =, хотя теоретически следовало бы использовать растворы с током водорода, давление которого равно 1,01Х Х 0 Па (1 атм). Предполагается, что диффузионный потенциал на границе двух растворов элиминирован, а на границе второго элестрода с раствором протекает исследуемая окислительно-восстановительная полуреакция. При записи электродного потенциала стандартный водородный электрод всегда располагается слева Pt, Hj I H l раствор (1) Mi Pt Pt, H, I H l i раствор(II) i M, I Pt Предположим, что на границах раздела раствор(I)/Mi и раствор (11)/Мг в этих цепях осуществляются электродные процессы соответственно (Г) и (Д). Электродные потенциалы Е и Ei соответствуют, однако, не этим процессам, а полным химическим реакциям [c.126]

Окислительно-восстановительные фотореакции на поверхно сти раздела между полупроводниками и жидкими электролита ми дают значительно более впечатляющие результаты, чем го могенные процессы. Эти процессы химически эквивалентны таковым в твердотельном спае фотогальванических приборов Кремниевые солнечные элементы сейчас хорошо утверди лись в качестве источников энергии. Их применения простира ются от питания контрольно-измерительной аппаратуры на кос мических зондах до обеспечения работы сигнального оборудо вания на удаленных железнодорожных ветках или питания кар манных калькуляторов. Цель разработки химического полупро водникового преобразования солнечной энергии — превзойти твердотельные солнечные элементы по выходу или по меньшей стоимости производства. Чтобы объяснить функционирование полупроводниковых фотоэлектрохимических элементов, а также чтобы сравнить химические и физические элементы, вспомним вкратце свойства полупроводниковых переходов и механизм появления электрического потенциала на переходе под действием освещения. [c.273]

При протекании химических реакций, которые можно использовать для получения электрической энергии, происходит изменение заряда веществ, участвующих в реакции. Электроны с веществ, которые подвергаются окислению, переходят к веществам, которые лри этом восстанавливаются. Однако если допустить непосредственный контакт окисляющихся и восстанавливающихся веществ, то, хотя переход электронов произойдет, химическая энергия реакции перейдет не в электрическую энергию, а в тепловую. Например, если опустить цинковую и медную палочки в раствор смеси цинковой и медной солей, пройдет реакция 2п- -Си +—>-2п ++Си. Цинк отдаст электроны и окислится до иона цинка, а медь получит электроны и восстановится до металла. Раствор при этом нагреется. Если же окислительный и восстановительный процессы разделить лространственно, например если опустить цинковую палочку в раствор цинковой соли, а медную в раствор медной соли и растворы отделить друг от друга пористой перегородкой, сквозь которую могут проходить ионы, то ни окисление, ни восстановление не смогут протекать, пока 2п и Си не будут соединены проводником, по которому электроны будут проходить с одного электрода (2п) на другой (Си). Создается движение электронов по внешней цепи, т. е. начнет протекать электрический ток и химическая энергия реакции будет переходить в электрическую энергию. Таким образом, пространственное разделение окислительного и восстановительного процессов является необходимым для работы химического источника тока. [c.316]

При брожении некоторые реакции на пути анаэробного преобразования субстрата связаны с наиболее примитивным типом фосфорилирования — субстратным фосфорилированием. К синтезу АТФ по механизму субстратного фосфорилирования ведут катаболичесше реакции, которые в зависимости от своей химической природы могут быть разделены на два типа. Большинство относится к окислительно-восстановительным реакциям. Богатые энергией соединения возникают в процессе брожения на этапах анаэробного окисления. Например, окисление фосфогли-церинового альдегида (ФГА), катализируемое ФГА-дегидрогена-зой, приводит к образованию богатого энергией метаболита — 1,3-дифосфоглицериновой кислоты (1,3-ФГК). Анаэробное окисление пировиноградной или а-кетоглутаровой кислот приводит к образованию высокоэнергетических метаболитов — ацетил-КоА или сукцинил-КоА соответственно. [c.207]

При хемосорбции компонентов реагирующей газовой системы и с образованием противоположно заряженных ионов под воздействием ионов переменной валентности катализатора (направленное образование ионов с противоположными зарядами из реагентов является одной из функций катализа) будет создаваться газовый элемент (из двух полуэлементов) с впол не определенной электродвижущей силой окислительно-восстановительной реакции (редокспотенциал). Чем слабее химические связи и чем меньше различие в прочности связи катализатора с донорами и акцепторами, т. е. чем меньше редокспотенциал элементарных стадий процесса, тем активнее катализатор. (Это, по-видимому, одна из причин высокой активности платины в реакциях как окисления, так и восстановления.) Для высокой активности катализатора большое значение имеет площадь раздела фаз, например площадь раздела металл — твердый раствор. Следует упомянуть, что вследствие такого строения катализатора возможность перемещения носителей тока от поверхности контакта в объем твердой фазы и в противоположном направлении будет различной (образование запорных систем, транзисторов и т. п.). [c.101]

Другой перспективный подход к использованию солнечной энергии — это непосредственное превращение солнечного света в электрическую или химическую энергию посредством электрохимических устройств. Недавние успехи в электрохимии способствовали нашему продвижению к этой цели. В фотоэлектрохимиче-ской ячейке один или оба электрода изготавливаются из светопоглощающих полупроводников. Поглощение света индуцирует окислительно-восстановительную реакцию на поверхности раздела электрод/электролит и приводит к появлению тока во внешней цепи. Другой подход предполагает проведение процесса [c.72]

Каталитические реакции, которые широко применяются в аналитических методах, можно разделить на два класса гомогенные каталитические реакции в растворах и гетерогенные каталитические электродные реакции (фактически циклические химические реакции, связанные с электродными процессами). Ниже будут рассмотрены четыре различных класса гомогенных каталитических реакций в растворах 1) окислительно-восстановительные каталитические реакции [15, 42, 98, 173] 2) ферментативные каталитические реакции [13] 3) каталитические реакции обмена в комплексах с монодентатными лигандами 4) каталитические реакции обмена в комплексах с полидентат-ными лигандами [124, 125]. [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология