Типы окислительно-востановительных реакций

I. Межмолекулярные – окислитель и восстановитель находятся в виде различных веществ.

1) окислитель + восстановитель ®

2) реакции в растворах; велико значение среды, которая влияет на продукты реакции (кислая, нейтральная, щелочная):

а) ;

б) ;

в) .

3) Иногда одно и то же вещество одновременно является средой и окислителем или средой и восстановителем:

а) ,

( - окислитель и среда);

б) ,

( - восстановитель и среда).

II. Внутримолекулярные

1. В одной и той же молекуле меняется степень окисления у атомов разных элементов:

.

2. Разложение веществ, в которых атомы одного и того же элемента имеют разные степени окисления:

III. Самоокисление – самовосстановление (диспропорционирование)

.

Уравнение Нернста

Позволяет количественно оценить интенсивность протекания ОВР:

,

где R – универсальная газовая постоянная, = 8,314 Дж/моль×К;

Т – температура, град. К;

F – постоянная Фарадея, 96500 Кл;

n – число электронов, участвующих в реакции;

Е⁰(В) – стандартный электродный потенциал, величина табличная, его измеряют для одномолярного раствора окислителя или восстановителя при температуре 20°С как разность потенциалов по отношению к водородному электроду

.

Сравнение величин Е⁰ для двух пар окислитель/восстановитель позволяет определить направление реакции: чем больше значение Е⁰, тем более сильным будет окислитель и именно с этим окислителем будет протекать ОВР.

Пример: какая из реакций более вероятна:

(1) или

(2) ?

В В.

Т.к. 1,36 В > 0,54 В, то будет более сильным окислителем, чем и следовательно пойдёт реакция (1).

В живых и растительных организмах ОВР необходимы для синтеза жизненно важных кислородных органических биомолекул: углеводов, жирных кислот, гормонов и др. Здесь наиболее значимы процессы окисления в митохондриях. С помощью окислительно-восстановительных реакций в организме распадаются токсичные вещества, как образующиеся в ходе метаболизма, так и попавшие в него извне.

Сильные окислители (KMnO₄, H₂O₂, J₂-спиртовый раствор, хлорная известь и др.) используются в медицинской и гигиенической практике в качестве дезинфицирующих средств.

В количественном химическом анализе нашли широкое применение методы, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции. Раздел «оксидиметрия» включает в себя методы «перманганатометрия», «иодиметрия», «бромометрия», «броматометрия» и др., которые широко используются для установления подлинности фармпрепаратов, их степени чистоты и идентификации многих синтезированных или выделенных из растительного сырья лекарственных средств.

Вопросы для закрепления материала:

1.Какое вещество проявляет максимальные окислительные свойства – а)NH₃? б)KNO₃ ? в)HNO₂?

2.Характерны ли восстановительные свойства для МпО₂?