Общие представления об окислительно-восстановительных реакциях

Согласно современному представлению, окисление — это процесс, который сопровождается потерей атомом (ионом) одного или нескольких электронов атом магния подвергся окислению, атом кислорода, окисливший магний, восстановился. Восстановление—процесс, который сопровождается приобретением одного или нескольких электронов. Окисление и восстановление, эти два противоположных процесса, взаимосвязаны. Окисление без восстановления, равно как восстановление без окисления, немыслимо. Действительно, раз один из реагирующих атомов (ионов) отдает электроны, другой их принимает на свой наружный уровень. Поэтому тот и другой процессы объединяются под общим названием — окислительно-восстановительные реакции. [c.66]

Мы сочли необходимым ввести в курс понятия об энтропии 5 и ее изменении А5 и об изменении энергии Гиббса АО, так как твердо уверены в том, что нельзя излагать химию в вузе, опираясь только на понятие о тепловых эффектах АН. С другой стороны, мы отдавали себе отчет в том, что на первом курсе информация о величинах АО и Д5 не может быть ни полной, ни строгой она в доступной форме должна передавать лишь главное, давая общую ориентировку. Приучить студентов с первого курса пользоваться энтальпийными и энтропийными характеристиками — это означает не только привить им навыки изучения с общих позиций самых различных процессов (химическое взаимодействие, растворение и т. д.), но и подготовить их к постоянному применению этих фундаментальных характеристик — вначале на материале неорганической, а затем аналитической и органической химии. В курсе физической химии эти представления получат дальнейшее развитие, уточнение, детализацию, будут поставлены на прочный математический фундамент. Поэтому, в частности, при рассмотрении окислительно-восстановительных реакций уделено внимание не только составлению уравнений, т. е. чисто формальной стороне, но и решению вопроса о направлении этих процессов, [c.5]

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЯХ [c.290]

Часто определяют окислительно-восстановительные реакций как реакции, которые протекают с изменением валентности реагирующих атомов. Но это не является общим определением. Известны окислительновосстановительные реакции, при протекании которых валентности реагирующих атомов не изменяются, а происходит лишь перераспределение электронных связей. К таким реакциям можно отнести присоединение водорода к непредельным углеводородам — ацетилену, этилену и дру гим. Перераспределение электронных связей происходит при взаимодей ствии водорода с хлором с образованием полярного соединения НС1 Поэтому распространять положение об изменении валентности реагирую щих атомов на все окислительно-восстановительные реакции нельзя Выход из этого положения — использование условного представления о степени окисления атомов. Кстати, это позволило применить идею о перемещении электронов ко многим веществам. [c.88]

Таким образом, вопреки довольно распространенному мнению чисто ионных соединений с идеальной ионной связью на самом деле не существует . Между тем принято считать, что химическая связь у подавляющего большинства неорганических соединений имеет ионный характер. Объясняется это двумя исторически сложившимися причинами. Во-первых, почти все химические реакции исследовались в воднОй среде и представляли, по существу, ионные реакции. В то же время поведение вещества в водных растворах коренным образом отличается от его свойств в отсутствие воды. Так, соляная кислота относится к числу сильнейших электролитов растворенный в воде хлорид водорода полностью диссоциирует на ионы водорода и хлора. Основываясь на этом факте, можно было бы допустить ионную связь в молекуле НС1. Однако безводный хлорид водорода представляет собой почти неионное соединение, в котором эффективные заряды водорода и хлора соответственно равны +0,17 и -0,17. Во-вторых, в свете учения об ионной связи в неорганической химии укоренились представления о положительной и отрицательной валентности (электровалентности). Даже если невозможны отдача и присоединение электронов, нередко подразумевали электровалентность, т.е. ионную связь. Это усугублялось еще и тем, что в неорганической химии исключительно важную роль играет электронная теория окислительно-восстановительных реакций, постулирующая переход электронов от восстановителей к окислителям. При этом степень окисления полностью отождествлялась с электровалентностью и для удобства подсчета числа отдаваемых и присоединяемых электронов заведомо неионные соединения рассматривались как вещества с ионной связью. Между тем понятие степени окисления не имеет ничего общего [c.64]

Изучение свободной энергии веществ представляет собой сложный вопрос, п поэтому в курсе общей химии могут быть даны лишь некоторые общие представления, относящиеся к этой теме. Следующий раздел посвящен изменениям свободной энергии, сопровождающим окислительно-восстановительные реакции аналогичным образом можно рассматривать и другие реакции. [c.526]

Учебное пособие представляет собой руководство к лабораторным занятиям по курсу общей и неорганической химии для студентов нехимических и химико-технологических вузов. Теоретические разделы книги даны на основе современных представлений о строении вещества и химической термодина МИКИ. В них кратко рассмотрены основные вопросы курса атомно-молекулярная теория скорости химических реакций химическое равновесие теплоты химических реакций электролитическая диссоциация гидролиз солей окислительно-восстановительные реакции электролиз и другие. Подробно описаны методика и техника выполнения опытов полумикрометодом. В каждой главе приведены контрольные вопросы и задачи. [c.2]

Среди многочисленных теорий кислот и оснований имеется одна, которая выражает физико-химическое соответствие и дал<е единство всех рассмотренных химических свойств. Это теория советского ученого М. И. Уса-новича. По этой теории кислотами называют все вещества, способные отдавать протон или какой-либо другой катион или присоединять анион, а основаниями — вещества, способные отдавать анион или электрон или присоединять катион. Таким образом, восстановители по этой теории являются частным видом оснований, а окислители — кислот. По-видимому, такое расширенное представление о кислотах и основаниях чрезмерно, так как в нем утрачивается необходимая специфичность собственно кислотно-основных и окислительно-восстановительных реакций. Однако оно в гипертрофированном виде подчеркивает общую природу собственно кислотных и окислительных свойств, с одной стороны, и основных и восстановительных— с другой. Эта общая природа опреде- [c.18]

Представления о переносе свободных электронов при окислительно-восстановительных реакциях были обоснованы Гайсинским [849, 850] и Либби [851]. Перенос электрона между обоими ионами происходит тем легче, чем более сходно строение этих ионов, вместе с их сольватными оболочками. Объясняется это тем, что перенос электронов происходит очень быстро по сравнению с перемещениями ядер, так что при этом не успевают произойти изменения в конфигурации сольватированных ионов, отвечающие новым валентным состояниям (приложение принципа Франка—Кондона [14,82]). Если эти изменения конфигурации должны быть значительными, то перенос электронов затруднен и обмен замедлен. Отсюда следует, что наиболее быстрого обмена нужно ожидать для сложных ионов с высокой симметрией, например в Fe( N)e + Fe( N)o , где различия в строении обоих валентных состояний и окружающих их гидратных оболочек, очевидно, гораздо меньше, чем, например, между Fe" " и Fe . Из приведенных выше данных видно, что это предсказание оправдывается далеко не всегда. По тем же представлениям обмен между катионами происходит в реакционном комплексе, где сближению обоих катионов помогает включение аниона между ними, например [Fe " . ... l ....Fe ]. В таком комплексе с общей гидратной оболочкой перенос электрона происходит легче, чем при непосредственном соприкосновении гидратированных ионов, каждый из которых окружен своей оболочкой . Наблюдаемое большей частью ускорение обмена в присутствии ионов малого размера с противоположным знаком заряда, например F , С1 , ОН , НО Для обмена между катионами, объясняется их участием в таких комплексах. Этим же объясняется зависимость скорости [c.335]

Для рационального проектирования модифицированных электродов специального назначения необходимо хотя бы приблизительно знать, каковы, во-первых, механизм и кинетика соответствующей гомогенной окислительно-восстановительной реакции во-вторых, электрохимические свойства медиатора и в-третьих, необходимо иметь общее представление об электрохимических свойствах модифицированных электродов. Только тогда можно с уверенностью предсказать наиболее вероятное влияние иммобилизации на кинетику и термодинамику реакций с участием медиатора. [c.177]

Все представленные выше, а также другие окислительно-восстановительные реакции обладают общими особенностями (табл. [c.11]

В учебнике изложены современные представления о строении атомов и химической связи. Рассмотрены энергетика и кинетика химических реакций, химия растворов, окислительно-восстановительные и электрохимические процессы, коррозия и зашита металлов. Дана общая характеристика химических элементов и их соединений (простых, комплексных и органических). [c.448]

Представления о механизме протекания этой реакции в общем совпадают с рассмотренными в начале предыдущей главы представлениями о разложении спиртов. Чаще всего считают, что дегидратация протекает по кислотному, а дегидрирование — по окислительно-восстановительному электронному механизму. [c.117]

Коренное различие в содержании курсов неорганической и аналитической химии, обусловливающее вместе с тем их единство и взаимосвязь, состоит в том, что первый курс на основе периодического закона дает преимущественно представление об общих закономерностях сходства и тенденций изменения свойств элементов и соединений, а второй курс на основе того же закона должен давать сведения о закономерностях индивидуальных свойств химических элементов и специфических соединений, пригодных для обнаружения и разделения этих элементов. Такие сведения уже имеются в очень большом количестве, но степень их обобщения еще далеко не достаточна. Однако направления обобщений определились —это учение о кислотно-основных, комплексообразующих и окислительно-восстановительных свойствах элементов в реакциях их соединений в водных и неводных средах. Химическая индивидуальность — не общее понятие, она может рассматриваться только по отношению к конкретному окружению, в конкретных условиях и эти конкретные условия диктуются в области теоретической химии и в подавляющей массе прикладных задач периодической системой элементов (элементы-спутники, элементы-близнецы среды с определенным уровнем кислотно-основных и окислительно-восстановительных характеристик и т. п.). [c.7]

Во-вторых, в свете учения об ионной связи (Коссель) в химии сильно укоренились представления о положительной и отрицательной валентности (электровалентности). Даже в том случае, когда невозможна отдача и присоединение электронов, нередко подразумевали электровалентность. Это усугублялось еще и тем, что в неорганической химии исключительно важную роль играет электронная теория окис-лительно-восстановительных реакций, постулирующая переход электронов от восстановителей к окислителям. При этом окислительное число (степень окисления) полностью отождествлялось с электровалентностью и для удобства подсчета числа отдаваемых и присоединяемых электронов заведомо неионные соединения рассматриваются как вещества с ионной связью. Однако понятие окислительного числа носит только условный характер и не имеет ничего общего ни с эффективными зарядами атомов, ни с фактическим числом связей, которые образует данный атом (валентность). [c.37]

Другое направление рассматривает механизм катализа, используя представление о протекании катализируемых металлами окислительно-восстановительных процессов путем сопряжения на поверхности металла отдельных электрохимических реакций — в данном случае анодного окисления восстановителя и катодного восстановления ионов металла. Это представление в общем виде было сформулировано в 1938 г. [19] сейчас подобный механизм является общепринятым для процессов коррозии металлов. [c.89]

В. В. Воеводский принял активное участие в изучении механизма окислительно-восстановительного катализа. Эта важная и трудная область химической кинетики весьма остро нуждалась в количественном рассмотрении и широком использовании данных электрохимии, квантовой химии и общих представлений современной физической химии. Он начал активно работать в этой области,. и полученные им результаты, несомненно, сыграют свою роль в дальнейшем построении главы химической кинетики об окислительно-восстановительном катализе. Весьма перспективными являются ныне широко известные идеи о свободно-ра-дикальных механизмах гетерогенно-каталитических реакций, которые развивали В. В. Воеводский и его ученики. [c.8]

Восстановительное элиминирование — реакция, обратная окислительному присоединению — представляет принципиальный интерес, поскольку приводит к образованию новых связей между атомами углерода и других элементов. Среди общих типов реакций окислительного присоединения, приведенных в начале разд. 5.1, обратные процессы, приводящие к образованию связей С—X, возможны для превращений, представленных в верХ ней части реакции (5.1) (присоединение реагента А—В к одному атому металла) и в реакции (5.2) (присоединение реагента А—В к двум атомам металла). [Обратная реакция для превращения, представленного в нижней части реакции (5.1), — от-щепление электрофила А+ от одного атома металла — формально также представляет собой восстановительное элиминирование однако те редкие случаи, когда уходящим электрофилом является алкильный лиганд и при атаке на этот лиганд нуклеофила образуется связь С—X, более удобно обсуждать в разд. 7.3 и гл. 8.] [c.317]

Ученые ХУП и начала ХУП1 в. при исследовании окислительно-восстановительных реакций привлекали для объяснения горения (окисленгш) начало горючести , на протяжении многих столетий признавали существование не только тяжелых, но и абсолютно легких веществ. Таким веществом со времен Гераклита и Аристотеля считали огонь. Аристотель учил, что все вещи движутся, но одни (огонь) стремятся вверх, а другие (все остальные) — вниз Каждое тело, по мнению Аристотеля, кроме огня, имеет тяжесть, даже воздух. Это видно из того, что надутый пузырь по массе больше, чем пустой. Аристотель располагал элементы в строго определенном порядке (в соответствии с их массой) земля, вода, воздух и огонь, который всегда стремится вверх. С критикой аристотелевского представления об абсолютной легкости огня выступали Эпикур, Архимед и Лукреций, которые утверждали, что ничто вещественное не может собственною силой подняться вверх . Тем не менее ошибочное представление Аристотеля об огне как об абсолютно легкой субстанции получило широкое распространение и развитие. Взгляды Аристотеля пользовались общим признанием и сильно повлияли на учение о флогистоне. Идея о существовании [c.42]

Так как ковалентность определяется числом общих электронных пар (независимо от механизма их образования), то ковалентность и атома N в HNOg и атома S в H2S04 = 4. Ковалентные связи между атомами N и S, с одной стороны, и окружающими их атомами О — с другой (из коих одни нормальные , другие донорноакцепторные ), полярны, то есть электронные пары оттянуты к атомам О. Доведем мысленно оттягивание пар (равноценное начавшемуся окислению) до логического конца, то есть допустим, что эти пары полностью отошли к атомам О. Тогда у атома N станет на 5 (у атома S на 6) электронов меньше, чем было первоначально в их внешнем слое. Это значит, что их степень окисления в этих соединениях равна соответственно -f-5 и+6, что отвечает прежнему представлению о наличии в их молекулах ионов N + и S . Надо только помнить, что эти ионы потенциальные но представления о них вполне допустимы в качестве рабочей теории при составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций. Аналогично степень окисления атома N в молекуле NH3 (ввиду оттягивания электронных пар к нему от атомов Н) равна (—3), что согласуется с прежним фиктивным представлением о наличии в этой молекуле иона N ". [c.275]

В связи с тем, что все формы окисления связаны с переходом электронов, окисление и восстановление всегда осуществляются одновременно. Окисление, претерпеваемое каким-либо веществом, должно сопровождаться восстановлением какого-либо другого вещества и наоборот. Процесс переноса электронов от окисляемого вещества к восстанавливаемому создает разность потенциалов, которая носит название окислительно-восстановительного потенциала или редокспотенциала. Окислительно-восстановительные реакции обычно рассматривают как процесс переноса электронов. Такое представление является наиболее общим и объединяет в одну схему дегидрирование и изменение валентности металлов. [c.251]

Интересно выяснить причины большого различия в каталитической активности ферро-феррицианидной системы и системы соответствующих акво-солей. Окислительно-восстановительные потенциалы этих гистем различаются очень мало. Согласно данным Дэвидсона [91], они равны соответственно 0,198в и 0,209 (по отношению к нормальному каломелевому электроду). Конечно, в общем случае нельзя сопоставлять суммарные изменения свободной энергии со скоростями реакций, но так как каталитический процесс, вероятно, включает как реакции окисления, так и реакции восстановления, то здесь можно ожидать некоторого параллелизма. Для строгого анализа более ценными были бы данные об изменениях теплот и энтропий для каждой из этих двух окислительно-восстановительных систем в отдельности, но, к сожалению, этих данных не имеется. Вполне возможно, что система, содержащая акво-соль, характеризуется какой-либо особенностью, и действительно указания на это имеются. Так, Дэвидсон [91] и Михаэлис[92] нашли, что кривые оксидиметрического титрования таких солей не следуют обычному ходу для простых одноэлектронных окислительно-восстановительных систем, как этого можно было бы ожидать. Дэвидсон объясняет свои результаты при помощи представлений об ассоциированных комплексах, имеющих состав [c.141]

В процессах этого типа частицы А и В, как правило, представляют собой молекулы с четным числом электронов, в большинстве случаев стабильные при обычных условиях. Реакции, в которых образуются и разрываются связи вследствие координации и гетеролиза, известны под названием гете-ролитических реакций. Большинство низкотемпературных реакций, за исключением тех, которые инициируются окислительно-восстановительным процессом, термической, радиационной или поверхностнокатализируемой диссоциацией, являются гетеролитическими реакциями. В простейшем случае образуется только одна связь, т. е. реакция включает одиночный акт координации или гетеролиза. Но во многих случаях вещества взаимодействуют с образованием двух или более связей и включают как координацию, так и гетеролиз. Сейчас, когда прошло столетие после открытия структурной теории, можно сказать, что в общем органическая химия развивалась на основе представлений о гетеролитическом разрыве и образовании связей. Тем не менее в последнее время широкое внимание привлекают и гомолитические реакции. Поэтому здесь уместно перейти к более детальной классификации гетеролитических реакций. [c.208]

Э.И.Мингулина, Г.Н.Масленникова, Н.В.Коровин, Э.Л.Филиппов КУРС ОБЩЕЙ ХИМИИ В учебнике изложены современные представления о строении атомов и химической связи. Рассмотрены энергетика и кинетика химических реакций, химия растворов, окислительно-восстановительные и электрохимические процессы, коррозия и защита металлов. Дана общая характеристика химических элементов и их соединений (простых, комплексных и органических). В специальной части освещаются химия конструкционных и электротехнических материалов, электрохимические процессы в энергетике и электротехнике, химия воды и топлива, химия и охрана окружающей среды, а также радиохимия и ядерная химия. [c.1]