Тема 12. Окислительно-восстановительные реакции

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ [c.44]

В общих чертах Вы уже знакомы с окислительно-восстановительными реакциями, умеете составлять их уравнения и расставлять коэффициенты, применяя метод электронного баланса. Реакции в растворах отличаются от других реакций этого класса только тем, что и окислитель, и восстановитель могут быть диссоциированы на ионы, также, как и продукты реакции. В этом случае удобнее пользоваться для уравнивания реакции методом электронно-ионного баланса, который будет рассмотрен ниже. В методе электронно-ионного баланса вся реакция разделяется на две полуреакции, одна из которых соответствует процессу восстановления, а другая -окислению. В левой и правой частях полуреакции находятся реально существующие ионы или малодиссоциирующие вещества, записанные в молекулярном виде. Продукты реакции сильно зависят оттого, в какой среде проводится процесс. Так, например, сильный окислитель перманганат-ион в кислой среде восстанавливается до иона марганца Мп , в нейтральной - до оксида марганца (IV) МпО , а в щелочной - до макгапат-иона МпО (см. табл. 6). [c.141]

Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции характеризуются тем, что атомы, изменяющие свои степени окисления, находятся в одной и той же молекулярной частице [c.77]

Межмолекулярные (межатомные) окислительно-восстановительные реакции характеризуются тем, что атомы, изменяющие свои степени окисления, находятся в разных по своей химической природе атомных или молекулярных частицах. Другими словами, одни вещества (простые или сложные), вступающие в химические реакции, являются окислителями, а другие — восстановителями. Межмолекулярные процессы составляют наиболее обширную группу окислительно-восстановительных реакций. Примерами могут служить реакции с участием простых и сложных веществ, а также различных атомных и молекулярных частиц (радикалов, ионов и ион-радикалов) [c.77]

Изменения эффективности каталитических процессов, осуществляемых при искусственно создаваемом нестационарном состоянии катализатора, можно, по-видимому, ожидать всегда, если эти процессы протекают по раздельному механизму. В частности, по такому пути протекают такие окислительно-восстановительные реакции, как полное окисление водорода, СО, углеводородов и многих других органических веществ при повышенных температурах, а также парциальное окисление олефинов, спиртов, ароматических соединений. Осуществляя каким-либо образом взаимодействие окислителя с восстановленным катализатором й затем — взаимодействие исходного вещества (в присутствии окислителя или без него) с вводимым в зону реакции окисленным катализатором, можно часто увеличить активность и (или) избирательность за счет того, что в нестационарном режиме катализатор может поддерживаться в состоянии, оптимальном по энергии связи кислорода с поверхностью. Примером этого, кроме уже названных процессов, может служить окисление нафталина во фталевый ангидрид на ванадиевом катализаторе [30]. Для этого процесса активность катализатора становится тем большей, чем больше степень окисленности 0, а избирательность процесса практически не зависит от величины 0 нри [c.40]

B любой окислительно-восстановительной реакции всегда Принимают участие две сопряженные пары — системы, отдающие электроны, и системы, принимающие их. Аналогичное положение наблюдается и для сопряженных пар кислота — основание в теории Бренстеда, от которой уравнения окислительно-восстановительных реакций отличаются только тем, что в них вместо обмена протонов происходит обмен электронами. [c.408]

Эго утверждение, строго говоря, неверно. Согласно законам кванто-чой механики, даже система, полная энергия которой меньше потенциальной энергии на вершине барьера, имеет некоторую вероятность перейти в конечное состояние. Такой переход системы в конечное состояние, минуя вершину барьера, получил название туннельного эффекта. Туннельный эффект — явление чисто квантовомеханическое, не имеющее аналогии в классической физике. Вероятность туннельного эффекта тем больше, чем ниже и чем тоньше барьер, а также чем меньше масса частицы. Поэтому можно ожидать, что туннельный барьер играет известную роль в процессах, связанных с переходом электрона, т.е, в окислительно-восстановительных реакциях. Однако вопрос о роли туннельного эффекта даже в этих реакциях является дискуссионным. При дальнейшем изложении возможность туннельного эффекта не будет приниматься во внимание. [c.63]

Причина подобного несоответствия между предположением,, основанным на величинах стандартных потенциалов, и опытом объясняется, очевидно, тем, что здесь вследствие малой растворимости ul сильно понижается концентрация Си+, и поэтому значительно изменяется значение потенциала пары Си Си+. Таким образом, в расчете следует пользоваться стандартным потенциалом пары u V uI, равным -)-0,86 в, а не Е° пары uV u+. Согласно сказанному, окислительно-восстановительной реакцией иа электроде является u +-f 1 + е-> СиЦ, для которой уравнение Нернста записывается в следующем виде [c.354]

В принципе электрическую энергию может дать любая окислительно-восстановительная реакция. Однако число реакций, практически используемых в химических источниках электрической энергии, невелико. Это связано с тем, что не всякая окислительновосстановительная реакция позволяет создать гальванический элемент, обладающий технически ценными свойствами (высокая и практически постоянная э. д. с., возможность отбирания больших токов, длительная сохранность и др.). Кроме того, многие окислительно-восстановительные реакции требуют расхода дорогостоящих веществ. [c.278]

Представьте себе, что вы преподаватель химии и вам нужно провести семинар по одной из следующих тем 1. Теория валентных связей. 2. Метод молекулярных орбиталей. 3. Направление химического процесса. 4. Гидролиз. 5. Произведение растворимости. 6. Окислительно-восстановительные реакции. 7. Восстановительные потенциалы. 8. Теория сильных электролитов. [c.162]

Книга рекомендуется студентам нехимических факультетов вузов. Она может быть использована также преподавателями техникумов и учителями средних школ как учебное пособие по теме окислительно-восстановительные реакции. [c.4]

Наряду с общими признаками реакций обоих типов име-тотся также и существенные отличия. Так, механизм окислительно-восстановительных реакций значительно сложнее, чем /реакций кислотно-основного взаимодействия. Это проявляется в том, что реакции кислотно-основного взаимодействия протекают очень быстро, в то время как реакции окисления — восстановления во многих случаях замедленны, что часто мешает проведению. анализа. Небольшая скорость ряда окислительно-восстановительных реакций обусловлена в основном тем, что электронные переходы часто сопровождаются частичным изменением или полным разрушением молекулярной структуры участвующих в реакции частиц. Поэтому окислительно-восстановительные реакции между катионами и анионами часто проходят через стадии обмена лигандов, что, например, имеет место при окислении иодид-ионов ионами железа (П1), которое обычно описывается простым уравнением [c.158]

В заключение следует отметить, что рассмотренный метод составления уравнений окислительно-восстановительных реакций, основанный на изменении степени окисления, применим для любых систем. Он может быть использован для окислительно-восстанови-тельных процессов, протекающих как в растворах и расплавах, так и в твердых системах гомогенного и гетерогенного характера, например при сплавлении, обжиге, горении и т. д. Вместе с тем вследствие формального характера самого понятия степень окисления используемые при этом схемы также являются формальными и применительно к растворам не отражают реально протекающих в них процессов. Более правильное представление о процессах окисления — восстановления в растворах дает метод электронно-ионных уравнений, который, как видно из самого названия, рассматривает изменения реально существующих в растворах молекул и ионов. [c.118]

Примечание. Этот опыт может быть использован в теме окислительно-восстановительные реакции как пример внутримолекулярного окисления — восстановления. [c.86]

Измерение ЭДС гальванических элементов — простой и точный метод получения сведений о термодинамических характеристиках компонентов окислительно-восстановительных реакций. Потенциал электрода, а следовательно, и ЭДС элемента, включающего этот электрод, зависят от активностей ионов, участвующих в электрохимическом процессе на электроде. Поэтому, измеряя 3)ДС соответствующим образом сконструированных элементов, можно определять активности ионов и их концентрации, в частности концентрации ионов водорода и тем самым pH растворов. [c.300]

Перед глубокой сернокислотной очисткой исходное сырье может быть подвергнуто предварительной очистке селективным растворителем [5]. Сам процесс обработки кислотой может быть различным, но за первичной дозой обычной (66° по Бомэ) кислоты (используемой главным образом при высушивании) может следовать обработка дымящей серной кислотой, содержащей вплоть до 20% серного ангидрида (расход такой кислоты может доходить до 50% по объему), или даже серным ангидридом как таковым [6, 7]. Кислый гудрон, образующийся в результате реакции, быстро выводится из системы, с тем чтобы ограничить протекание окислительно-восстановительных реакций время, температура и способ очистки зависят от вида загружаемого сырья и от потребной глубины очистки. [c.559]

Контролируемое окисление спиртов в другие, более ценные, органические соединения проводят с помощью различных окислителей-воздуха, пероксида водорода (Н2О2), озона (О3) или бихромата калия (К2СГ2О7). Мы не будем приводить здесь полные уравнения большинства таких окислительно-восстановительных реакций, а ограничимся лишь тем, что укажем в них источник кислорода буквой О в скобках. [c.430]

Окислительно-восстановительные потенциалы кислородных кислот халькогенов (табл. В.29) зависят от pH. Для протекания окислительно-восстановительной реакции необходимо присутствие кислоты в недиссоциированной форме, хотя бы в минимальной концентрации. Чем сильнее кислота, тем ниже должно быть значение pH, при котором идет окислительно-восстановительная реакция. Для кислородных соединений селена и теллура наиболее характерна степень окисления +4. [c.520]

Зачастую химические реакции не идут до конца, т. е. экви-молярная смесь исходных веществ не полностью превращается в конечные продукты реакции. В таких случаях реакция приближается к некоторому равновесному состоянию, которое может быть заранее рассчитано на основе термодинамических данных (разд. 4.2). Примерами таких реакций являются образование аммиака, иодоводорода, многие окислительно-восстановительные реакции и т. д. Обратимость реакции особенно заметна в тех случаях, когда константа равновесия близка к 1. Если необходимо довести реакцию до конца, то следует удалять продукты реакции из равновесной смеси. На скорость таких реакций оказывает большое влияние обратная реакция, как только в достаточной степени повысится концентрация продуктов реакции. Скорость обратной реакции становится тем больше, чем ближе находится система к равновесному состоянию. При учете обратной реакции скорость образования, например, Н1 для реакции (2) вблизи состояния равновесия равна [c.175]

Домашняя работа 1. Решение задач по темам "Строение вещества. Растворы электролитов. Окислительно-восстановительные реакции". [c.182]

Менее характерны для оксид-иона окислительно-восстановительные реакции. В связи с тем что большинство реакций протекает в водных растворах, особенно важно знать условия, при которых вода окисляется до О2, либо восстанавливается до Нг [c.479]

Вместе с тем понятие степень окисления очень полезно для классификации веществ и при составлении химических уравнений. Так, степени окисления фосфора в соединениях НР О , НзР 0 и Н Ра От одинаковы, значит эти соединения сходны по строению и должны сильно отличаться по свойствам от соединения НзР Оз, в котором степень окисления фосфора другая. Особенно широко используется понятие степень окисления при подборе стехиометрических коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. [c.49]

Остановимся подробнее на методе электронно-ионного баланса . В уравнениях окислительно-восстановительных реакций, протекающих в водных растворах, коэффициенты гораздо удобнее подбирать с помощью электронно-ионных уравнений. Они отличаются от электронных уравнений тем, что в них записывают ионы или молекулы того состава, который действительно отве- 1ает существованию их в водном растворе с точки зрения теории электролитической диссоциации. Кроме того, электронные уравнения не учитывают характер среды (кислая, нейтральная, щелочная), а, как известно, окислительно-восстановительные реакции зависят от кислотности (основности) среды, в которой они протекают. [c.199]

Для протекания данной окислительно-восстановительной реакции необходимо присутствие недиссоциированной кислоты в какой-то минимальной концентрации. Это означает, что-чем сильнее кислота, тем более низкое значение pH должно поддерживаться (см. опыт 19). [c.506]

Механизм окислительно-восстановительных реакций в большинстве случаев не раскрывается тем уравнением, которое описывает реакцию в целом, т. е, указывает исходные и конечные вещества. Даже простейшая окислительно-восстановительная реакция обмена электронами [c.333]

Величина АЕ постоянно уменьшается, так как Е и 2 изменяются в противоположном направлении восстановитель 2 все больше переходит в окислитель 2, при этом Е2 возрастает, но Е вследствие уменьшения ox уменьшается. Наконец устанавливается (очень быстро в случае реакций, протекающих без торможения) состояние, при котором Е =Е2 и тем самым Д = 0. Теперь окислительно-восстановительная реакция протекает в соответствии с уравнением (140) до достижения химического равновесия. Тогда [c.163]

Окислительно-восстановительные реакции — это реакции, состоящие в переходе некоторого числа электронов от одной частицы или группы частиц к другой частице или группе частиц. Частица, принимающая электроны, является окислителем, а частица, отдающая электроны,— восстановителем. Процесс, состоящий в получении частицей электронов, называется восстановлением этой частицы. Процесс, состоящий в потере частицей некоторого числа электронов, называется окислением этой частицы. Уникальной особенностью электронов является их способность перемещаться по проводникам первого рода — металлам. Поэтому перенос электронов от одних частиц к другим может происходить по металлическому проводнику, что дает возможность генерировать электрический ток и тем самым непосредственно превращать химическую энергию в [c.289]

Интенсивность окислительно-восстановительной реакции можно рассчитать по величине э. д. с. данного процесса. Чем больще последняя, тем интенсивнее он протекает. [c.129]

Из уравнения загруженности ОВ-системы ( /П,91) видно, что загруженность системы зависит от параметров п, В и V. Чем больше число валентных электронов, участвующих в реакции, тем выше загруженность окислительно-восстановительной реакции. Максимальная загруженность или стабильность окислительно-восстановительной системы наступит при условии, что концентрации окисленной и восстановленной форм этой системы примерно одинаковы (т. е. К = 50%), а абсолютная концентрация всех компонентов этой системы (В) больше абсолютных концентраций компонентов всех остальных ОВ-систем, находящихся в растворе. [c.262]

Окислительно-восстановительные реакции были кратко рассмотрены еще в разд. 7.10, ч. 1. На том уровне мы определяли окисление как повыщение степени окисления (отщепление электронов), а восстановление как уменьшение степени окисления (присоединение электронов). Если одно вещество присоединяет электроны и тем самым восстанавливается, то другое вещество должно отдавать электроны и, следовательно, окисляться. Окисление и восстановление должны идти одновременно, одно из них не может происходить без другого. Рассмотрим, например, реакцию между железом и хлороводородом [c.199]

Следует учитывать, что берлинская лазурь и турнбуллева синь имеют один и тот же состав. Это, как установлено специальными исследованиями последних лет, обусловлено тем, что при взаимодействии растворов солей, содержащих Fe + и Fe( N)2 , между солями протекает окислительно-восстановительная реакция с образованием Fe- + и Fe( N)i . [c.399]

Элементы побочных подгрупп составляют ту часть школьного курса, которая, в соответствии с программой средней школы, на самом деле практически не изучается. Так, при попытке автора утвердить связанные с железом вопросы в билетах для выпускников 9 класса реакция была такова Железо Ну это же сложно. .. У нас базовый курс. .. 0 том, что в школьных учебниках Вы не найдете разбора свойств хрома и марганца и описания характера протекания реакций с перманганатом кгилия в зависимости от кислотности среды, не стоит даже и вспоминать. На этом основании всем абитуриентам и интересующимся химией настоятельно рекомендуется разобраться с химическими свойствами цинка, ртути, железа, меди, серебра и т. д. (см. название раздела) с помощью дополнительной литературы и еще раз вспомнить тему Окислительно-восстановительные реакции . На вступительных экзаменах эти знания требуются как само собой разумеющиеся. [c.133]

По сравнению с предыдущим изданием сборник задач переработан и дополнен. В частности, исключена тема Основные классы неорганических соединений , введена новая — Окислительно-восстановительные реакции . Заново пересмотрены условия многих задач часть из них исключена, часть заменена новыми. [c.3]

Предложена также модель переменной диэлектрической проницаемости, согласно которой ионофоры, растворяясь в мембране, повышают ее диэлектрическую проницаемость и тем самым увеличивают растворимость ионов в мембране, а следовательно, и ее проводимость. Перенос ионов возможен и за счет окислительно-восстановительной реакции на границе раздела липид— вода В- 2В+ . Эта реакция сопровождается инжекцией электронов в мембрану. Схема переноса различна в зависимости от того, растворима или нерастворима частица В в липидной фазе [c.141]

Самое простое, что можно привести в пользу такого утверждения, это то, что магний и свинец стоят в ряду напряжений левее водорода, а мы знаем, что чем левее находится металл в ряду напряжений, тем более сильным восстановителем он является и там труднее восстанавливаются его ионы. Но с другой стороны, это объяснение не вполне достаточное, так как всегда нужно помнить, что ряд напряжений характеризует химическую активность металлов лишь в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в водной среде, тогда как согласно условию задачи восстановление окислов проводится газообразным водородом при нагревании. Тем более, что при сильном нагревании в атмосфере водорода можно восстановить металлическое железо из его окисла, хотя железо, так же как магний и свинец, стоит в ряду напряжений левее водорода [c.454]

Свинцовая аккумуляторная батарея удобна тем, что ее можно перезаряжать. Для перезарядки используется внещний источник энергии, позволяющий обращать направление самопроизвольной окислительно-восстановительной реакции (19.31). Таким образом, во время перезарядки в батарее протекает реакция [c.218]

Стандартные восстановительные потенциалы называют просто стандар1ными электродными потенциалами их значения табулированы для большого числа восстановительных полуреакций. Окислительный потенциал какой-либо окислительной полуреакции должен быть равен по величине, но противоположен по знаку электродному потенциалу обратного восстановительного процесса. Чем положительнее потенциал некоторой полуреакции, тем больше тенденция этой реакции протекать в записанном направлении. С помощью электродных потенциалов можно определить максимальное напряжение, создаваемое гальваническим элементом, или минимальное напряжение, необходимое для работы электролитической ванны. С их помощью можно также определить, является ли самопроизвольной конкретная окислительно-восстановительная реакция (э.д.с. реакции должна быть положительной). Э.д.с. окислительно-восстановительной реакции связана с изменением свободной энергии этой реакции уравнением ДС = — и , где -постоянная, называемая числом Фарадея и равная 96 500 Дж/(В моль). [c.234]

Механизм образования магнийор1анических соединений еще не полностью выяснен. Есть основания предполагать, что взаимодействие магния с алкилгалогенидами относится к радикальным окислительно-восстановительным реакциям, в которых магний как донор электронов окисляется до двухвалентного состояния, а алкилгалогенид—восстанавливается. Такая трактовка подтверждается тем, что при последующем разложении образовавшегося продукта водой из алкилгалогенида в конечном итоге получается предельный углеводород. [c.257]

Протеканпе побочных окислительно-восстановительных реакций, ведущих к потерям нефтепродукта и кислоты, а также поли-мерообразование в значительной степени регулируют путем поддержания невысокой температуры реакции, которая весьма экзо-термична. Как это ни странно, но потери нефтепродукта с кислым гудроном меньше при температуре очистки 100° С, чем при 25° С. Тем не менее следует избегать слишком высоких температур, поэтому рекомендуется добавлять кислоту к нефтепродукту постепенно, малыми порциями, что обеспечивает относительное постоянство рабочей температуры. [c.230]

Следуя тем же принципам, легко составить уравнение окислительно-восстановительной реакции для тех же реагентов (КМПО4 и КЫОг), взаимодействующих в щелочной среде (КОН) [c.89]

Передачи на урок (телелекции и телевставки) подразделяют на тематически приуроченные ( Свойства жидкого кислорода , Свойства водорода , Производство алюминия и др.) и тематически лабильные (скользящие) передачи ( Окислительно-восстановительные реакции , Классификация химических реакций , Развитие теории строения А. М. Бутлерова в свете современных электронных представлений и др.). Такая классификация чрезвычайно важна для учителя. Тематически приуроченная передача должна быть принята учителем именно на том уроке, к которому она предназначена. Тематически лабильная телепередача может быть принята на различные уроки по данной теме. [c.87]

Число химических реакций, практически используемых в ХИЭЭ, не так велико. Объясняется это тем, что не каждая окислительно-восстановительная реакция достаточно эффективна, т. е. позволяет создать гальванический элемент, обладающий нужными свойствами высокая и практически постоянная ЭДС, минимальное внутреннее сопротивление, длительная сохранность, возможность отбора больших токов, не слишком высокая стоимость активных материалов и т. д. [c.216]