Основные понятия и определения. Окислительно-восстановительные реакции и методы количественного анализа окислителей и восстановителей

Окислительно-восстановительные реакции и методы количественного анализа окислителей и восстановителей

Изучение окислительно-восстановительных методов позволят понять сущность окислительно-восстановительных процессов, протекающих в организме в норме и патологии (например, при действии нитритов, ароматических аминов и нитросоединений на гемоглобин, последний теряет способность транспортировать кислород); выявить влияние различных факторов на скорость окислительно-восстановительных процессов.

Химические реакции можно разделить на две группы. К первой группе относятся все реакции, в ходе которых степень окисления частиц не изменяется.

Вторую группу составляют окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся изменением с.о. частиц, что связано со смещением или полным переходом электронов от одних частиц к другим. Рассмотрим в качестве примера реакцию:

2Fe⁺³CI₃ + Sn⁺²CI₂= 2Fe⁺²CI₂ + Sn⁺⁴CI₄

Степень окисления железа уменьшается, а с.о. олова увеличивается. Значит, в ходе реакции происходит перенос электронов от олова к железу. Вещество, которое отдает электроны, называется восстановителем, а вещество, принимающее электроны – окислителем. Процесс отдачи электронов называется окислением, а присоединение электронов – восстановлением. Процесс окисления сопровождается увеличением степени окисления, а процесс восстановления уменьшением с.о.

Для того чтобы рассчитать степень окисления любой частицы, необходимо пользоваться следующими правилами:

1. Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю: F⁰₂, O⁰₃ и т.д.

2. Степень окисления +1 во всех соединениях имеют щелочные металлы Li, Na, K, Rb, Cs и водород, за исключением гидридов активных металлов, где с.о. водорода -1, например: Na⁺¹H^-1, Ca⁺²H^-1₂.

3. Степень окисления +2 во всех соединениях имеют металлы, расположенные в П А группе ПС: Be, Mg, Ca, Sr, Ba.

4. Алюминий во всех соединениях имеет с.о., равную +3.

5. Степень окисления -1 имеют неметаллы, расположенные в VII А: F, CI, Br, I в бескислородных кислотах и их солях: H⁺Br^-1, AI⁺³CI^-₃.

6. Кислород имеет с.о. -2 во всех соединениях, кроме пероксидов (Н₂⁺¹О₂^-1) и фторида кислорода (О⁺² F₂^2-).

7. Алгебраическая сумма с.о. всех частиц в молекуле равна нулю, а в ионе – заряду иона.

Руководствуясь этими правилами, можно рассчитать с.о. любой частицы, например, К₂⁺¹Cr₂^xO₇^-2 степень окисления хрома х=+6.

Окислительно-восстановительные реакции используют в титриметрическом анализе. Например, раствор восстановителя, концентрация которого неизвестна, титруют стандартным раствором окислителя. Зная объемы обоих растворов и уравнение реакции, можно найти концентрацию анализируемого вещества.

Задача 1. Определить концентрацию раствора сульфата железа (П), если известно, что для окисления железа, содержащегося в 25 мл этого раствора, требуется 19,8 мл манганата (VII) калия концентрации 0,02 моль/л. Перед титрованием раствор подкисляют.

Дата добавления: 2014-10-31