Окислительно-восстановительных реакций

В зависимости от рН среды меняется характер протекания окислительно-восстановительного процесса между одними и теми же регентами. Например, взаимодействие восстановителя сульфита натрия (Na₂SO₃) с окислителем перманганатом калия (KMnO₄) в кислотной (рН<7), нейтральной (pH=7) и щелочной (pH>7) среде приводит к образованию различных продуктов реакций:

5Na₂SO₃ +2KMnO₄+3H₂SO₄ 2MnSO₄+5Na₂SO₄+K₂SO₄ +3H₂O (pH 7);

Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + H₂O 3Na₂SO₄ + 2MnO₂ + 2KOH (pH=7);

Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 2KOH Na₂SO₄ + 2K₂MnO₄ + H₂O (pH >7).

Получение различных продуктов обусловлено поляризующим действием протона (Н⁺), полярных молекул воды и гидроксид-аниона (ОН^-). Максимальное поляризующее действие оказывает протон водорода, внедряясь в анион MnO₄^-, ослабляет связь между марганцем и кислородом, усиливая действие восстановителя.

Поляризующее влияние диполей воды слабее, чем у протона, а гидроксид-анионы, имея большой радиус иона и малый заряд, практически не оказывают поляризующего действия.

Влияние рН среды оказывает влияние и на направление окислительно-восстановительной реакции. Так, реакция

3J₂ + 3H₂O 6H⁺ + JO^-₃ + 5J^-

в зависимости от характера среды может протекать как в прямом, так и в обратном направлении. Прибавление к раствору кислоты (понижение рН) вызывает увеличение концентрации ионов [Н⁺] и в соответствии с принципом Ле Шателье смещает равновесие в сторону обратной реакции. Прибавление щелочи (повышение рН) смещает равновесие в направлении прямой реакции.

Виды реакций окисления-восстановления

1. Межмолекулярные реакции. Данные реакции протекают с изменением степени окисления атомов, входящих в состав различных веществ. Все рассмотренные выше реакции относятся к этому типу.

2. Внутримолекулярные реакции. К этому типу относятся такие реакции окисления-восстановления, в которых два разных атома в молекуле вещества могут быть по отношению друг к другу окислителем и восстановителем. Обычно это реакции разложения веществ, например

(NH₄)₂Cr₂O₇ N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O;

2 + 6 ;

2 + 6 2 .

3. Реакции диспропорционирования, или самоокисления-самовосстановления. В окислительно-восстановительных реакциях

этого вида принимают участие атомы одного и того же элемента. Такие реакции возможны в тех случаях, когда в состав сложного вещества входит атом, находящийся в промежуточной степени окисления, который способен отдавать и принимать электроны, переходя один – в состояние более высокой степени окисления, другой – в состояние более низкой степени окисления:

4K O₃ K _(восст) + 3K O_4(окис);

+ 2 ;

− 6 .