Б ИНГО! Ты только что нашел решение своей проблемы! Только давай договоримся – ты прочтёшь текст до конца, окей? :)

Давай начистоту: тут один шлак, лучше закажи работу на author-24.pro и не парься – мы всё сделаем за тебя! Даже если остался один день до сдачи работы – мы справимся, и ты получишь «Отлично» по своему предмету! Только представь: ты занимаешься своим любимым делом, пока твои одногруппники теряют свои нервные клетки…

Проникнись… Это бесценное ощущение :)

Курсовая, диплом, реферат, статья, эссе, чертежи, задачи по матану, контрольная или творческая работа – всё это ты можешь передать нам, наслаждаться своей молодостью, гулять с друзьями и радовать родителей отличными оценками. А если преподу что-то не понравится, то мы бесплатно переделаем так, что он пустит слезу от счастья и поставит твою работу в рамочку как образец качества.

Ещё сомневаешься? Мы готовы подарить тебе сотни часов свободного времени за смешную цену – что тут думать-то?! Жизнь одна – не трать её на всякую фигню!

Перейди на наш сайт author-24.pro - обещаю, тебе понравится! :)

А работа, которую ты искал, находится ниже :)

Рязановский сельскохозяйственный техникум

РЕФЕРАТ

на тему: "Окислительно-восстановительная реакция"

Выполнила:

Абидова С.В., гр. 21 Т

Проверил Валеев Р.В.

Рязаново, 2011 г.

Оглавление

Введение

. Окисление. Понятие и виды

. Восстановление. Понятие и виды

. Окислительно-восстановительные реакции

Заключение

Введение

Окислительно-восстановительные реакции, химические реакции, сопровождающиеся изменением окислительных чисел <http://slovari.yandex.ru/~%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%B8/%D0%91%D0%A1%D0%AD/%D0%9E%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE/> атомов. Первоначально (со времени введения в химию кислородной теории горения А. Лавуазье <http://slovari.yandex.ru/~%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%B8/%D0%91%D0%A1%D0%AD/%D0%9B%D0%B0%D0%B2%D1%83%D0%B0%D0%B7%D1%8C%D0%B5%20%D0%90%D0%BD%D1%82%D1%83%D0%B0%D0%BD%20%D0%9B%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BD/>,конец 18 в.) окислением назывались только реакции соединения с кислородом, восстановлением - отнятие кислорода. С введением в химию электронных представлений (1920-30) оказалось возможным широко обобщить понятие О.-в. и распространить его на реакции, в которых кислород не участвует. Согласно электронной теории, окислением называется отдача электронов атомом, молекулой или ионом:

Zn - 2 = Zn²⁺

Восстановлением называется присоединение электронов атомом, молекулой или ионом:

Cl₂ + 2 = 2Cl^-

Окислителями называется нейтральный атом, молекула или ион, принимающие электроны (во втором примере молекула хлора Cl₂), восстановителями - нейтральный атом, молекула или ион, отдающие электроны (в первом примере - атом Zn). Окисление и восстановление - взаимосвязанные процессы, которые всегда протекают одновременно. Когда одно вещество окисляется, то другое восстанавливается, и наоборот. Так, приведённые выше частные реакции окисления и восстановления составляют единый процесс О.-в.:

Zn + Cl₂ = ZnCl₂.

Здесь Zn окисляется до Zn²⁺, а Cl₂ восстанавливается до 2Cl^-.

В химии окислительно-восстановительные реакции принадлежат к числу наиболее распространённых. Например, на них, как правило, основано получение простых веществ (металлов и неметаллов)

CuO + H₂ =Cu + H₂O,

КВг + Cl₂ = Br₂ + 2KCl

1. Окисление. Понятие и виды

Окисление - это химическая реакция присоединения кислорода или отнятия водорода. Для ионных процессов общепринята более расширенная формулировка: окисление - есть увеличение положительной валентности (заряда) или уменьшение отрицательной валентности (заряда) иона, напр. Fe"-*Fe*" при окислении солей закиси железа в соли окиси или S"_>.S⁰-в переходе от H₂S к свободной сере. Окисление - означает потерю электронов. Из условия общей электронейтральности необходимо, чтобы при этом присутствовало вещество, присоединяющее электронной тем увеличивающее свою отрицательную валентность; оно называется окислителем; само оно при этом восстановляется. Так процессы окисления и восстановления тесно связаны и должны протекать совместно. Пример: SnCl₂+2FeCl₃ = SnCl₄+2FeCl₂, или (в ионной форме) Sn"+2Fe'" = Sn"" + 2Fe". В этой реакции ион олова окисляется, ион железа восстановляется; ион железа - окислитель, ион олова - восстановитель. Баланс зарядов. Отсюда следует, что должен соблюдаться строгий баланс числа принятых и отданных зарядов. Это дает простой способ находить стехиометрические коэффициенты при реагирующих молекулах, если известны исходные и конечные продукты. Пусть имеем реакцию окисления двухвалентного марганца в виде Mn(N0₃)₂ в семивалентный в виде НМп0₄ посредством Рb0₂, которая при этом восстановляется в Pb(N0₃)₂ в присутствии азотной кислоты.

Окислительный эквивалент. Окислительный эквивалент п есть число отрицательных зарядов, принимаемых окислителем. Реакции окисления-восстановления применяются между прочим в объемном анализе. В нормальной оксидиметрической системе принимается за единицу концентрации число граммов, равное молекулярному весу, деленному на окислительный эквивалент, в 1 л раствора. Окислительный эквивалент может изменяться в зависимости от условий среды. Сила окислительного действия. Равные концентрации окислителей разной химической природы действуют неодинаково, будучи способны окислять одно вещество и являясь недостаточными для окисления другого. Далее вещество, будучи окислителем, для одного вещества в одной реакции, может явиться восстановителем для другого, более сильного окислителя в другой реакции, например: S0₂ + 3H₂ = H₂S + 2H₂0; 2S0₂ + + 0₂=2S0₃- Мерой силы окислительного действия является окислительный потенциал. Если построить элемент с раствором окислителя у одного химически инертного электрода и восстановителя - у другого, растворы соединить жидким проводником, а электроды - проволокой, то по проволоке потечет ток.

Скорость окисления не всегда соответствует силе окислительного действия. Сопряженное окисление образованием промежуточных продуктов с более высоким окислительным потенциалом во многих случаях объясняется то, что окисляющее вещество (актор), действуя на легко окисляемое вещество (индуктор), вызывает одновременное окисление третьего вещества (акцептор), которое само по себе не окисляется или окисляется с трудом под действием актора (сопряженные реакции). От катализа этот случай отличается тем, что с прекращением окисления индуктора прекращается окисление акцептора. В типичных сопряженных реакциях он выражается небольшим целым числом. Сопряженные реакции окисления помимо образования нестойкой формы могут быть вызваны также образованием комплексных соединений индуктора с актором или с акцептором, вообще тогда, когда один процесс идет за счет энергии другого, а также при образовании комплексных или нерастворимых соединений, удаляющих продукты из сферы реакции. При окислении кислородом фосфора, скипидара и некоторых других веществ, образуется озон. Здесь выделенной при окислении энергии оказывается достаточно, чтобы провести процесс 0₂^0₃, требующий затраты энергии.

Из случаев медленного окисления наиболее важна автооксидация (Traube, ср. также "активированный кислород" Schonbein'a), механизм которой стоит в близкой связи с сопряженным окислителем. Под автооксидацией понимают окисление тел газообразным кислородом, которое происходит само собой, без всяких дополнительных воздействий. Согласно общепринятой теперь теории Баха и Энглера (Engler) процесс окисления протекает в 2 стадиях: в первом присоединяется целая молекула кислорода и образуется перекись (с характерной группой А она обладает более сильным окислительным действием, чем молекула кислорода), и поэтому может окислить молекулу какого-нибудь другого вещества (сопряженная реакция) или того же самого, которое взято для окисления.

Имея в виду, что вся живая природа постоянно находится в соприкосновении с таким сильным окислителем, как свободный кислород, можно удивляться ее устойчивости в этом отношении и точной регулировке окисления (дыхания). Это объясняется действием мощных сопротивлений, именно наличием катализаторов-замедлителей (antioxy-genes no Moureu). Применение таких замедлителей имеет большое практическое значение: 1%-ная прибавка спирта к хлороформу применяется для предохранения его от быстрого загрязнения вредными продуктами, прибавка 0,1% фенола к акролеину позволила готовить это нестойкое вещество в больших количествах. Таких примеров известно много, напр.: Вещество Замедлитель Na₂S0₃ Бензиловый, бутиловый спирты, глицерин, бензойный альдегид SnCl₂ Маннит, крезолы, анилин Бензойный аль- Гидрохинон дегид Щавелевая к-та Хингидрон, резорцин Адреналин, ал- Сернистая кислота калоиды Парафин Сера (при нов. t°) Жиры и масла Фенолы, танин, салигенин, ацетилтиомочевина и др. Шелк Соли олова, роданаты Каучук Фенолы для замедляющего действия имеются следующие законности: замедление растет с концентрацией замедлителя (рис. 1). Замедлители-вещества, сами способные к окислению. В некоторых случаях вещества из замедлителей становятся ускорителями: иод-замедлитель для окислителя бензойного альдегида, ускоритель для стирола. Ускорители как правило изменяют скорость реакции не очень значительно (maximum в несколько раз), тогда как замедлители могут практически совсем подавить реакцию, продолжается 2Н₂ + С (аморфн.) + С (аморфн.) S + 2Р + Mg + Соответственно хотя это действие повидимому не бесконечно долгое время. Экспериментально показано, что автооксидация тесно связана с полимеризацией и конденсацией (осмоление). Катализаторы у них общие.

Рисунок 1

Реакции автооксидации сопровождаются свечением и светочувствительны. Определения, произведенные Бекстремом (Backstrom) для автооксидации бензойного альдегида, дали длину цепи в десятки тысяч молекул для первого стадия (А+0₂) и значительно более короткие во втором (А[0₂]+А). Роль замедлителей окисления сводится к обрыву цепей в первом стадии, т. к. цепи очень длинны, то для этого достаточно прибавления очень малого количества отрицательного катализатора. Горение происходит при быстром кислении, сопровождаемом пламенем. Многие вещества, окисляясь, выделяют очень много тепла. В этих случаях скорость реакции горения зависит от разогревания всей массы горящего газа. Существует и так называемое холодное пламя, при низких давлениях, при разбавлении индифферентным газом. Общая t° горящей смеси при этом очень мала, но энергия отдельных молекул конечно остается очень высокой. Здесь скорость реакции зависит исключительно от распространения цепей.

Процесс окисления можно описать следующим образом: Чтобы уголь загорелся, его нужно нагреть. Выделяющаяся при реакции теплота, нагревая смесь, сможет снова доставить энергию активации. Т. к. с повышением температуры число активных молекул I очень быстро возрастает, то скорость реакции также быстро возрастает, обычно при нагревании на 10° в 2 раза. При повышении t° О. от 200° до 200° скорость реакции увеличивается в 10 раз. Реакции горения суть цепные реакции. Каждый первичный акт реакции молекулы с кислородом является началом энергетической цепочки: образовавшаяся молекула в первый момент своего появления несет очень большую энергию; столкнувшись с молекулой исходного вещества, она передает ей свою энергию, эта вторая молекула становится активной, реагирует, процесс повторяется далее и идет цепью. Т. е. число активных молекул значительно увеличивается сравнительно с первоначальным. Длина цепей достигает величин порядка 10⁴-10^е. Если в своем продвижении такая цепь встретит молекулы, которые, поглощая энергию, не реагируют дальше, напр. молекулы постороннего вещества (стенки сосуда), то цепь обрывается. Т. е. скорость горения зависит от диаметра сосуда. В капиллярах горение не идет, так как цепи слишком быстро обрываются и газ не успевает разогреваться. На этом основано действие предохранительной лампы для углекопов, применение водяных бань с предохранительными металлическими сетками в лаборатории и т. д. При низких t° скорость реакции мала, и выделяемое тепло уводится стенками сосуда (медленное Окисление). С повышением t° скорость реакции увеличивается быстро, отвод тепла-медленно. При температуре, когда теплоприход уже не компенсируется теплоотводом, получается лавинообразное увеличение скорости и как следствие - взрыв, горение. Это и есть t° воспламенения. Температуры воспламенения в смесях с воздухом при атмосферном давлении: СО, СН₄-650°, Н₂-5 50°, С₂Н₂-450°, CSa-350°, РН₃-100°. Зависимость от давления. Когда скорость горения зависит от разогревания всей массы газа, t° воспламенения зависит от давления. Скорость реакции по закону действия масс пропорциональна давлениям реагирующих газов и кислорода, а теплоприход пропорционален скорости реакции. Пусть давление и скорость реакции малы и теплоприходов зависимости от t° выражается кривой 3, а теплоотвод-наклонной прямой (рис. 2). Если реакция окисления началась при t^p T₀, то теплоприход

Рисунок 2.

больше теплоотвода и смесь разогревается до Т_Хг где эти величины сравняются. Дальше разогревание не произойдет, т. к. теплоприход, уже меньше возможного теплоотвода (прямая выше кривой 3). Т. е. взрыва нет. При большем давлении достигается условие (кривая 2), что прямая касается кривой в точке Т₂, выше нее теплоотвод остается меньше теплоприхода, а скорость реакции чрезвычайно быстро увеличивается - происходит взрыв. Если давление еще выше (кривая 1), теплоотдача всегда меньше теплоприхода и быстро наступает взрыв. Т. е. существует низший предел воспламеняемости, зависящий от давления. Из этих критических давлений можно вычислить энергию активации. Понижение t° воспламенения при сжатии, т. е. воспламенение сжатием, использовано в моторе Дизеля. Впрыскивая бензин в воздух, сжатый до 50 атмосфер, вызывают его моментальное воспламенение; t° газа повышается при этом до 1 000°.

Существуют пределы воспламенения в зависимости от состава смеси. Горение в смесях с воздухом происходит лишь при содержании: Н_а-от 10% до 70% Н„ СО - от 16% до 75% СО, светильн. газа-от 8% до 25% газа. Когда одного компонента слишком много, горение не может распространяться, так как выделяющаяся при реакции между молекулами энергия растрачивается без распространения цепей. Аналогичное разбавляющее действие производит прибавление негорючего газа. Интересно далее существование верхнего предела давления для горения смесей, выше которого они не загораются.