впаки. Аналогічно, прирівнявши D3G = D2G, знайдемо рН = 14,5. p> Висновок: якщо відновник в надлишку, то в стандартних умов варіант 1 термодинамічно вигідніше в кислому середовищі (рН <5,9), варіант 2 - у нейтральному і лужному (5,9 <рН <14,5), а варіант 3 - лише в дуже сильно лужному середовищі (РН> 14,5). p> Окислювально-відновні реакції (ОВР) (реакції окислення-відновлення) відбуваються із зміною ступеня окислення атомів, що входять до складу реагуючих речовин. При окисленні речовин ступінь окислення елементів зростає, при відновленні - знижується.
Спочатку окисленням називали тільки реакції речовин з киснем, відновленням - відібрання кисню. З введенням в хімію електронних уявлень поняття окислювально-відновних реакцій було поширене на реакції, в яких кисень не бере участь.
У неорганічної хімії окислювально-відновні реакції (ОВР) формально можуть розглядатися як переміщення електронів від атома одного реагенту (відновника) до атома іншого (окислювача), наприклад:
В
При цьому окислювач відновлюється, а відновник - окислюється. При протіканні реакцій в гальванічному елементі перехід електронів здійснюється по провіднику, з'єднує електроди елемента, і зміна енергії Гіббса ДG в даній реакції може бути перетворено в корисну роботу. На відміну від реакцій іонного обміну окислювально-відновні реакції (ОВР) у водних розчинах протікають, як правило, не миттєво.
При окислювально-відновних реакціях атоми в вищого ступеня окислення є тільки окислювачами, в нижчій - тільки відновниками; атоми в проміжної ступеня окислення в залежності від типу реакції та умов її протікання можуть бути окислювачами або відновниками. Багато окислювально-відновні реакції (ОВР) - каталітичні За формальними ознаками окислювально-відновні реакції (ОВР) поділяють на міжмолекулярні (наприклад, 2SO2 + O2 в†’ SO3) і внутрімолекулярні, наприклад:
В
Остання реакція являє собою самоокислення-самовідновлення (див. Диспропорционирование). p> окислювально-відновні реакції (ОВР) часто супроводжуються високим енерговиділенням, тому їх використовують для отримання теплоти або електричної енергії. Найбільш енергійні окислювально-відновні реакції (ОВР) протікають при взаємодії відновників з окислювачами в відсутність розчинника; в розчинах такі реакції можуть бути неможливі внаслідок окисно-відновного взаємодії одного або обох реагентів з розчинником. Так, у водному розчині не можна безпосередньо провести реакцію 2Na + F2 в†’ 2NaF, оскільки натрій і фтор бурхливо взаємодіють з водою. На окислювально-відновні властивості іонів сильно впливає комплексоутворення, наприклад: комплекс [Co2 + (CN) 6] 4 -, на відміну від гідратованого іона Со2 +, є сильним восстановителем.
У разі окислювально-відновних реакцій в органічній хімії використання узагальненої концепції окислення-відновлення і поняття про ступінь окислення часто малопродуктивне, особливо при незначно полярності зв'язків між атомами, які беруть участь у реакції. У органічної хімії окислення розглядають звичайно як процес, при якому в результаті переходу електронів від органічної сполуки до окислювача зростає число (або кратність) кисневмісних зв'язків (С - О, N - О, S - О і т.п.) або зменшується число водородсодержащих зв'язків (С - Н, N-Н, S-Н тощо), наприклад: RCHO в†’ RCOOH; R2CHCHR2 в†’ R2C = CR2. При відновленні органічних сполук у результаті придбання електронів відбуваються зворотні процеси, наприклад: R2CO в†’ R2CH2; RSO2Cl в†’ RSO2H. p> Використовують також підхід, при якому атомам С в молекулі приписують різні ступені окислення в залежно від числа зв'язків, утворених з елементом більш електронегативним, ніж водень. У цьому випадку функціональні похідні можна розташувати в порядку зростання їх ступеня окислення. Так, насичені вуглеводні відносять до нульової групи (приблизна ступінь окислення - 4), R2C = CR2, ROH, RCl і RNH2 - до першої (- 2), RCCR, R2CO і R2CCl2 - до другої (0), RCOOH, RCCCl, RCONH2 іRССl3 - до третьої (+2), RCN, CCl4 і СО2 - до четвертої (+4). Тоді окислення - процес, при якому з'єднання переходить у більш високу категорію, а відновлення - зворотний процес.
Механізми окислювально-відновних реакцій дуже різноманітні; реакції можуть протікати як по гетеролітичні, так і по гомолитического механізму. У багатьох випадках початкова стадія реакції - Процес одноелектронного переносу. Окислення зазвичай протікає щодо положень з найбільшою електронної щільністю, відновлення - щодо положень, де електронна щільність мінімальна. У органічної хімії використовують широкий ряд відновників та окисників, що дозволяє вибрати реагент, що володіє селективністю (тобто здатністю діяти вибірково на певні функціональні групи), і навіть отримувати продукти в необхідній мірі окислення. Наприклад, борогід Na відновлює кетони або альдегіди до спиртів, не реагуючи з амідами і складними ефірами; LiAlH4 відновлює всі ці з'єднання до спиртів. Серед окислювачів високою селект...
