Окисление - восстановление как обмен электронов

Теоретическое пояснение. Если в раствор, содержащий окисленную и восстановленную формы одного и того же вещества, например Fe + и Fe +, опустить платиновый электрод, то он приобретает определенный редокс-потенциал. Возникновение редокс-потенциала у индифферентного платинового электрода связано со способностью ионов Ее + и Fe + присоединять или отдавать электроны, находящиеся на платине — передатчике электронов. Происходит обмен электронами между инертным электродом и ионами. Если, например, окисленная форма Ре + получает от платинового электрода электроны, восстанавливаясь до ионов Fe +, то электрод заряжается положительно, а раствор — отрицательно за счет избыточной концентрации анионов, например С1 , если в растворе соль ЕеС1з. Присоединение электрона ионом Fe + становится постепенно более затруднительным и, наконец, устанавливается равновесие между положительно заряженным электродом и слоем анионов, определяющее величину редокс-потенциала. В конечном итоге происходит реакция ЕеЗ++е ч=ьЕе +. Направление данной реакции зависит от [c.104]

Допустим, что приобретение электродом соответствующего значения потенциала связано с электрохимическим процессом, происходящим при погружении, например, индифферентного электрода из благородного металла в раствор, содержащий какую-нибудь окислительно-восстановительную (редокс) систему (пару) На поверхности такого металла, обладающего электронной проводимостью, но не способного в данных условиях к окислению или восстановлению, с большей или меньшей скоростью происходит обмен электронами с окисленным (Ох) и восстановленным (Red) компонентами данной редокс системы Ох + пе = [c.20]

Присоединение и отдача электронов — сопряженные процессы, так как свободные электроны могут существовать в химических системах в исключительно малых концентрациях. Поэтому окисление всегда происходит одновременно с восстановлением, и наоборот. Например, при образовании HgO из Hg и Ог ртуть окисляется до Hg2+, а кислород восстанавливается до О . Вообще, все процессы, в которых происходит обмен электронами, называют окислительно-восстановительными или редокс-процессами. [c.408]

Комплексы и окисление — восстановление (обмен ионов и электронов). Получение комплексных соединений обычно не связано с процессами окисления — восстановления. Однако образовавшийся уже комплексный ион может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях. [c.124]

Реакции окисления—восстановления могут осуществляться и путем переноса атома-, при этом свободный радикал перемещается от одной координационной сферы к другой. Однако большинство окислительно-восстановительных реакций, как полагают, осуществляется с переносом электрона и протекает по одному из двух хорошо изученных механизмов. В первом из них, называемом туннельным механизмом или механизмом внешнесферного активированного комплекса, каждая реагирующая комплексная молекула сохраняет в активированном комплексе свою внутреннюю координационную оболочку, так что нет лиганда, который связывал бы два центральных атома. Предполагается, что электрон или, более точно, эквивалентный электрону заряд просачивается сквозь обе координационные оболочки. Несколько обобщений относительно этого механизма появилось в результате экспериментального изучения реакций с обменом электронов. [c.469]

Реакции межмолекулярного окисления — восстановления. Сюда относятся такие реакции, в которых обмен электронами происходит между различными атомами, молекулами или ионами. Таковы, например, простейшие реакции соединения и замещения [c.136]

В этом случае интервал перехода можно характеризовать как область значений потенциала (А ), внутри которой окраска индикатора является смешанной Д = Е° 0,059/л (25 °С). При обмене электронами переход от окраски только окисленной формы к окраске только восстановленной формы соответствует области примерно 120 мВ. Б действительности эти соотношения существенно усложняются, потому что большинство систем окислительно-восстановительных индикаторов подвержено влиянию концентрации ионов водорода. Используя уравнение (3.1.37), можно учесть влияние [c.71]

Так же, как и в гомогенном катализе, окислительно-восстановительные реакции (окисление, восстановление, гидрирование и дегидрирование) характеризуются электронным обменом между реагентами и катализатором. [c.172]

I. ОКИСЛЕНИЕ - ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАК ОБМЕН ЭЛЕКТРОНОВ [c.66]

А обмен веществ в живом организме Существующий животный и растительный мир немыслим без кислорода, без реакций окисления—восстановления, без транспорта электрона в очень сложных надмолекулярных системах. [c.6]

В любом СОСТОЯНИИ бесконечно малое изменение равновесного значения потенциала вызывает бесконечно малый переход электроактивного вещества из одной формы в другую. Так как является постоянной при данных условиях, значение окислительно-восстановительного потенциала Е определяется отношением активностей окисленной и восстановленной форм (рис. 1). Согласно Кларку [45], возникновение электродного потенциала обусловлено непосредственным обменом электронами между окислителем и восстановителем. Эта реакция имеет константу равновесия [c.230]

Необходимо учитывать, что а) в окислительно-восстановительных реакциях происходит только эквивалентный обмен электронов между восстановителем и окислителем, т, е. суммарно числа электронов, теряемых восстановителем и приобретаемых окислителем, равны и н 1-когда не образуется свободных электронов б) как и для любого химического уравнения, общее число одноименных атомов в левой части равенства должно быть равно их числу в правой части в) если в реакции окисления — восстановления освобождается из исходных соеди- [c.244]

Приведенные примеры и правила показывают, что характерная особенность методики составления уравнений реакций окисления—восстановления заключается в том, что здесь в качестве отдельного приема надо подбирать коэффициенты у окислителя и восстановителя (путем подсчета количества перемещающихся электронов). Этот прием при составлении уравнений обменных реакций излишен, так как при них не происходит перемещения электронов. В остальном методика составления уравнений реакций обоих типов сходна. [c.243]

Некоторые столкновения молекул приводят к обмену электронами между соударяющимися атомами. В этом случае можно сказать, что идет процесс окисления — восстановления. Такие реакции часто происходят в электрохимических элементах, причем глубина протекания реакции может быть определена путем измерения напряжения, или потенциала, генерируемого элементом. Таким образом, напряжение электрохимического элемента зависит от факторов, которые, как мы уже видели, влияют на равновесие, — это концентрация реагентов и температура. Многие системы дают элементы, хорошо воспроизводимые по генерируемому напряжению, если они действуют при постоянных температуре и концентрациях. Кроме того, напряжение может быть точно и быстро измерено вольтметром, что упрощает экспериментальное определение глубины протекания реакции. [c.93]

Рассмотрим еще один пример железосерного белка — ферредоксин из петрушки. Он содержит по два атома железа в молекуле, и его окисленная форма претерпевает одноэлектронное восстановление с образованием парамагнитного состояния. В спектре ПМР восстановленного ферредоксина имеется восемь сильно сдвинутых сигналов, которые также приписаны четырем метиленовым группам цистеиновых остатков, выступающих в качестве лигандов железа. Однако эти химические сдвиги неодинаковы в зависимости от температуры, откуда сделан вывод, что неспаренный электрон неравномерно распределен между двумя атомами железа [42]. Обмен электронами между двумя железными центрами может происходить лишь с достаточно низкой скоростью, не приводящей к уширению или усреднению обоих сигналов. [c.402]

Совершенно ясными случаями окисления-восстановления являются только те реакции, в которых электронный обмен происходит между ионами. Однако мы видели, что имеется постепенный переход от такого полного переноса электронов через реакции, в которых необобщенные электроны становятся обобщенными, к таким реакциям, в которых обобщенные электроны остаются обобщенными и только переходят на другие энергетические уровни. Все эти реакции сходны в одном отношении, а именно электроны удаляются от одних атомов и приближаются к другим. Инголд [2] утверждает, что окисление и восстановление должны рассматриваться как прототипы более общей классификации, основанной на получении п отдаче электронов . Это и есть обобщенная концепция окисления-восстановления и в нее включаются все химические реакции. [c.70]

Электронный обмен, в котором принимает участие комплексный ион как таковой, составляет смысл другой точки зрения. Здесь допустимы различные модельные представления а) реализация электронного обмена по третьей координате в случае плоских комплексов б) возникновение в октаэдрических комплексах вакансии за счет обратимого отрыва одного из координированных заместителей. Эти схемы, впрочем, не исчерпывают всего многообразия возможных механизмов окислительно-восстановительных процессов. Они включают в себя, в частности, а) образование промежуточных соединений б) внутрисферное окисление—восстановление в) диспропорционирование г) самовосстановление. [c.26]

При погружении металла-восстановителя в раствор, содержащий ионы другого металла, обмен электронами происходит непосредственно на границе раздела между металлом и раствором. В таких условиях, как указали Щукарев и Писаржевский, следить за процессом передачи электронов нельзя, можно лишь констатировать, как это было сделано уже очень давно, факт вытеснения одного металла другим. Можно устроить, однако, специальный прибор, в котором система, включающая восстановленную и окисленную форму восстановителя, например металли- [c.137]

В более широком круге сопряженных пар обмен электронами происходит не между электродом — металлом и его ионами, а между ионами одного и того же элемента в различных степенях окисления. В этих случаях используется инертный, например платиновый электрод. На границе электрод — раствор возникает разность потенциалов, величина которой зависит от отношения активностей окисленной и восстановленной фО рмы элемента. [c.134]

Интерпретация кривых титрования с позиций обра-Р ования промежуточных соединений является возмож-> ной, но не необходимой. Немалую роль играют про- N Tpan TBeHHbie затруднения и взаимное влияние соседних А>рупп в макромолекуле [17, 19, 35, 93, 99—101]. На при- ере линейных полихинонов с помощью ультрафиолетовых спектров установлено взаимодействие между соседними л-электронными группами. За окислением следует обмен электронами между группами на различных участках полимерной цепи до тех пор, пока окисленные и восстановленные группы равномерно не распределятся в полимерной молекуле, что и обусловливает замедленность установления потенциала. Отмечена возможность электронного влияния соседних колец, связанных метиленовыми мостиками. Последние нарушают полисопряжение, хотя и не до такой степени, чтобы вещества стали изоляторами. Поэтому взаимодействие идет через метиленовые мостики. Вращение хинонных групп относительно метиленовых ограничено в твердых полимерах, что сказывается на величине потенциала. [c.17]

Классификация реакций. В неорганической химии широко используется классификация химических реакций по характеру взаимодействия реагирующих веществ, а точнее по процессам переноса электрона, электронных пар, протона и других атомномолекулярных частиц. По этим признакам они подразделяются на обменные реакции, окисления — восстановления и комплексообразования (реакции переноса электронных пар с образованием до-норно-акцепторных связей). [c.27]

Подобное единообразие в толковании сущности реакций между неорганическими веществами пока отсутствует. Самые широкие обобщения такого рода дает теория кислот и оснований Усановича [6]. Связывая электронный обмен с отщеплением или соответственно с присоединением ионов, она обнаруживает внутреннюю взаимосвязь между процессами протолиза, осаждения и растворения, комплексообразования и окисления — восстановления. В конечном счете эта обобщающая теория исходит из рассмотрения координационных свойств участвующих в реакции частиц и предлагает силу кислот и оснований оценивать по соответствующему ионному потенциалу. [c.47]

Понятие окисление и восстановление в неорганической химии определены более точно, чем в органической химии. J a-пример, совершенно очевидно, что при окислении Ре +- Ре " происходит потеря одного электрона, а при восстановлении Zrf — присоеиииение двух электронов. В случае же органических соединений ситуация не столь очевидна обмен электронами часто приводит к образованию или разрыву ковалентных связей. [c.30]

Потенциал электрода, изготовленного из благородного металла, например из платины, иридия, золота, палладия, чувствителен к присутствию в растворе любой окислительно-восстановительной системы, например Мп04 [Мп ", В этом случае металл является лишь посредником в обмене электронами между окисленной и восстановленной формами вещества. Хотя в действительности все электроды являются окислительно-восстановительными, термин редокс-электрод обычно применяют только к инертным металлическим электродам, находящимся в контакте с окисленной и восстановленной формами окислительно-восстановительной системы. При этом редокс-потенциалом называют потенциал инертного металлического электрода, обусловленный равновесием [c.116]

Понятия окисление и восстановление в неорганической химии определены более точно, чем в органической химии. При окислении неорганических ионов происходит потеря электронов, а при восстановлении - присоединение. В случае же органических соединений ситуация не столь очевидна, поскольку обмен электронами зачастую приводит к образованию или разрыву ковалентных связей, например, при электровосстановлении этилиодида, хлороформа и других галогеналкилов [c.461]

Возможны два механизма окисления — восстановления внешнесфер-ный и внутрисферный. При внещнесферном механизме окислитель и восстановитель взаимодействуют непосредственно друг с другом. Такой механизм характерен для окислительно-восстановительных реакций с участием инертных комплексов обмен лигандов у них идет медленнее, чем перенос электрона. Достаточное условие обмена электронов в этом случае — перестройка комплексных ионов с образованием промежуточного соединения с тем же пространственным расположением лигандов, например систем [c.190]

Из всех типов химических реакций, используемых в коли-чествеииом анализе, окислительно-восстановительные — наиболее сложные по механизму. Тем не менее можно установить некоторую аналогию для окислительно-восстановитель-ных реакций и реакций кислотио-осиовного взаимодействия обмен протонов при кислотно-основном взаимодействии и обмен электронов в окислительно-восстановительных реакциях, восстановитель—донор электронов аналогичен кислоте — донору протонов, окислитель — аналог основания, окисленная и восстановленная формы составляют сопряженную пару подобно кислотной и основной формам соотношение концентраций этих форм количественно характеризует окислительную способность системы (потенциал системы) и кислотность (pH) соответственно. [c.259]

Так как при химических реакциях всегда совершается только обмен электронами и никогда не происходит образования свободных электронов, то для удовлетворения общего уравнения реакции частные уравнения процессов окисления и восстановления, подобные приведенйым выше, должны быть всегда связаны между собой таким образом, чтобы в результате их суммирования не оставалось свободщ1х электронов. [c.815]

Составление уравнений реакций окисления—восстановления. К реакциям окис,ления—восстановления, как уже было сказано, относятся реакции, при которых имеет место перемещение электронов между атомами или ионами реагирующих веществ при этом происходит изменение валентности элементов, участвующих в реакции. От реакций окисления-восстановления следует отличать обычные обменные реакции, при которых перемещения электронов не происхо/гит и участвующие в реакции. элементы ие 1 зменяют свою валентность. Например [c.241]

Реакция между атомного или между молекулярного окисления-восстановления. Сюда относят такие реакции, в которых обмен электронами происходит между различными атомами, молекулами или ионами, например 2Са + 02 = 2Са0 Нг + С12 = =2НС1. [c.141]

Как было установлено в гл. XVIII, долго живущее состояние активации может иногда обусловливаться химическими изменениями, так же как и образованием метастабильных электронных состояний (это последнее объяснение отстаивал Каутский и позднее Дж. Льюис). Некоторые процессы тушения, о которых мы уже говорили в этой главе, могут вести к образованию промежуточных нестабильных продуктов. В процессе рассеяния физической энергии так же, как и при химическом тушении, могут получаться метастабильные активные продукты. В первом случае сильные колебания, возбуждаемые при внутренней конверсии, могут вызвать внутренние химические изменения, например один или два атома водорода могут переместиться в другое положение в молекуле, образуя тем самым метастабильную таутомерную форму. Во втором случае (химическое тушение) метастабильные состояния будут обусловливаться обратимой фотохимической реакцией с растворителем, например обменом электронов или атомов водорода. При этом долго живущее метастабильное состояние пигмента является не таутомерным, а окисленным или восстановленным состоянием. Активный, окисленный или восстановленный продукт может быть вновь превращен в исходный пигмент либо путем реакции, обратной по отношению к реакции его образования, т. е. без каких-либо фотохимических изменений вообще, либо путем других реакций, в результате которых остаются сенсибилизированные фотохимические изменения (например, путем реакций с растворителем или с растворенным кислородом). Все эти возможности подробно обсуждались в т. I (гл. XVIII). [c.202]

Уравнения показывают, что этот окислительно-восстановительный процесс распадается на две полур кции, причем, в зависимости от направления процесса, одна из них обеспечивает выделение, а другая потребление электронов. При простом смешении всех участников равновесия (3) в одном и том же растворе произойдет непосредственный обмен электронами и проследить за ходом процесса будет трудно. Для исследования процесса отделяют раствор, содержащий окисленную (Ре +) и восстановленную форму (Ре +) одной системы, от раствора, содержащего Мо(СЫ) и Мо(СМ) , т. е. окисленную и восстановленную форму другой системы, пористой фарфоровой перегородкой. За переходом же электронов наблюдают с помощью гальванометра, включенного в проводник, соединяющий два одинаковых платиновых электрода, погруженных в эти растворы. Таким путем можно определить направление тока в проводнике и установить момент равновесия. [c.141]

Из курса общей химии известно, что реакции окисления—восстановления в отличие от реакций нейтрализации не протекают мгновенно, так как обмен зарядов обычно происходит последовательно, в несколько стадий. Подобно тому как реакции нейтрализации характеризуются величиной pH, реакции окисления — восстановления характеризуются величиной окислительно-восстано-вительного потенциала. Чем легче какой-либо атом или ион теряет электроны, тем более сильным восстановителем он является чем больше у какого-либо атома или иона стремление к присоединению электронов, тем больше активность его как окислителя. Так, например, МПО4 (в кислой среде) при взаимодействии с ионами галогенов способен окислять не только Л , но и Вг , а также С1 в то же время СгаО в разбавленном растворе уже не окисляет С1", но окисляет и Вг , а ион Ре окисляет лишь Л". [c.124]

Скачок потенциала на границе металл-раствор возникает вследствие перехода катионов металла в раствор или из раствора в металл. Если же металл электрода инертный и не способен отдавать катионы в раствор и в растворе нет катионов данного металла, то скачок потенциала может возникнуть, если в растворе имеется окисленная или восстановленная форма какого-либо другого вещества или обе его формы. Пусть, например, металлом явл.яется платина, а в растворе содержатся катионы Ре +, которые будут отнимать электроны у платины. Платина зарядится положительно, а прилегающий к металлу слой раствора — отрицательно. Преимущественный переход катионов из металлической фазы в раствор или из раствора в металлическую фазу, а также обмен электронами между частицами раствора и электродом опреде- 4 I ляется их окислительно-восстановительными свойствами. [c.176]

При внешнесферном механизме как окислитель, так и восстановитель в переходном состоянии стадии переноса электронов сохраняют неизменной свою внутреннюю координационную сферу. Внешнесферный механизм реализуется при быстром обмене электронов между сходными по строению инертными комплексами в системах МпО Fe( N) ] РеСЬру) " 1гСЦ В этих системах изменения состава внутренней координационной сферы комплексов за очень короткое время, характерное для процессов обмена электронов, произойти не может. Быстрому обмену электронов в приведенных выше системах способствует сходное строение комплексов окисленной и восстановленной форм в их исходных состояниях [53]. В соот- етствии с принципом Франка — Кондона, быстрый перенос элек- ронов происходит без заметного изменения взаимного расположения ч олее тяжелых ядер атомов. Поэтому близкие межатомные рассто- яния в исходных СОСТОЯНИЯХ окисленной и восстановленной форм Ч пределяют низкую энергию реорганизации внутренней координа-г ионной сферы при электронном переносе. [c.17]