Билет 19

Окислительно-восстановительные реакции – это такие реакции в результате которых изменяется степень одного или нескольких элементов, входящих в состав реагирующих веществ.

Типы окислительно-восстановительных реакций:

1. Межмолекулярные H2 + Br2 = 2HBr

2. Самоокисление(диспропорционирование) 4H3PO3 = 3H3PO4 + PH3

3. Внутримолекулярные. 2AuO3 = 4Au + 3O2

Окислители принимают электроны, тем самым понижают свою степень окисления, восстановители отдают электроны, тем самым повышая свою степень окисления.

Восстановители(металлы, водород,уголь, сероводород, сернистая кислота и ее соли, катионы металла в низших степенях окисления, азотистая кислота, катод при электроде)

Окислители(галогены, перманганат калия, манганат калия, оксид марганца, дихромат калия, азотная кислота, серная кислота,оксид меди, оксид серебра,пероксид водорода, хлорид железа 3, анод при электроде)

Растворы всех веществ можно разделить на две группы: электролиты-проводят электрический ток, неэлектролиты-проводниками не являются. Это деление является условным, потому что все растворы веществ проводят электрический ток, все они в той или иной мере растворяются в воде и распадаются на катионы (положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы). Следует различать настоящие и потенциальные электролиты.

Настоящие электролиты находятся в виде ионов уже в индивидуальном состоянии, т.е. до того, как они будут расплавлены или переведены в раствор. К настоящим электролитам относятся все типичные соли, которые в твёрдом состоянии образуют ионную кристаллическую решётку (например NaCl, K2SO4 и т.д.)

Потенциальные электролиты в индивидуальном состоянии ионов не содержат, но образуют их при переходе вещества в раствор. К ним относятся вещества, состоящие из молекул с сильно полярными связями (например HCl).

К неэлектролитам относится большая часть органических соединений, например диэтиловый эфир, бензол, глюкоза, сахароза.

Заряженные частицы появляются только в растворах и расплавах веществ вследствие электролитической диссоциации. Электролитическая диссоациация-это процесс распада веществ на ионы при растворении или расплавлении.

Следовательно, в результате диссоциации в растворе появляются ионы, которые являются предпосылкой для появления у раствора или расплава такого физического свойства как электропроводимость.

Как же происходит процесс растворения?. Разрушение ионной кристаллической решётки происходит под воздействием растворителя, например воды. Полярные молекулы воды настолько снижают силы электростатического притяжения между ионами в кристаллической решётке, что ионы становятся свободными и переходят в раствор.

При расплавлении , когда происходит нагревание кристалла, ионы начинают совершать интенсивные колебания в узлах кристаллической решётки, в результате чего она разрушается, образуется расплав, который состоит из ионов.

Теорию электролитической диссоциации создал в 1884-1887 гг. шведский химик Аррениус .Эта классическая теория позволила как электропроводимость расплавов и растворов, так и протекание химических реакций в растворах между расплавленными или растворёнными веществами.

Молекулы воды являются дипольными, т.е. один конец молекулы заряжен отрицательно, другой-положительно. Молекула отрицательным полюсом подходит к иону натрия, положительным-к иону хлора; окружают ионы со всех сторон и вырывают из кристалла, причём, только с его поверхности. Электролитическую диссоциацию вызывает не только вода, но и неводные полярные растворители, такие как Жидкий аммиак и жидкий диоксид серы. Однако именно для воды характерно свойство ослаблять электростатическое притяжение между ионами в решётке выражено особенно ярко.

Свободные ионы, оказавшиеся в водном растворе окружаются полярными молекулами воды: вокруг ионов образуется гидратная оболочка, т.е. протекает процесс гидратации.

Сила электролитов.

Силу электролитов можно охарактеризовать с помощью степени диссоциации.

Степень диссоциации электролита-это частное от деления числа продиссоциированных молекул к общему числу молекул электролита, введённого в раствор.

Степень диссоциации потенциальных электролитов изменяется в пределах 0< α ≤1( значение α=0 относится к неэлектролитам).

Степень диссоциации возрастает при увеличении разбавления раствора, а также при повышении температуры ( повышение температуры приводит к увеличению кинетической энергии растворённых частиц, что способствует распаду молекул на ионы.)

Сила электролитов в водном растворе определяется их степенью диссоциации при постоянной концентрации и температуре. К сильным электролитам относятся относятся вещества степень диссоциации которых близка к 1. К ним относятся хорошо растворимые щёлочи, соли, кислоты.

Изотонический коэффициент — безразмерный параметр, характеризующий поведение вещества в растворе. Он численно равен отношению значения некоторого коллигативного свойства раствора данного вещества и значения того же коллигативного свойства неэлектролита той же концентрации при неизменных прочих параметрах системы.

Смысл параметра ясен из определения каждого из коллигативных параметров: они зависят от концентрации в растворе частиц растворённого вещества. Неэлектролиты в растворе не диссоциируют, стало быть, каждая молекула неэлектролита образует в растворе лишь одну частицу. В свою очередь, электролиты в растворе под влиянием сольватации частично или полностью распадаются на ионы, образуя при этом несколько частиц на одну диссоциировавшую молекулу. Соответственно, и коллигативные свойства данного раствора зависят от содержания в нём частиц каждого типа из тех, которым принадлежат частицы, образовавшиеся в растворе в результате диссоциации исходной молекулы, — раствор представляется как бы смесью растворов каждого из типов частиц. Например, раствор хлорной извести содержит три типа частиц — катионы кальция, хлорид-анионы и гипохлорит-анионы. Итак, изотонический коэффициент показывает, насколько в растворе электролита больше частиц по сравнению с раствором неэлектролита аналогичной концентрации, и связан со способностью вещества распадаться в растворе на ионы, то есть, со степенью диссоциации. Если формульная единица или молекула содержит n ионов, количество исходных молекул равно N, а степень диссоциации соединения — α, то количество диссоциировавших молекул равно N•α, а общее количество частиц в растворе равно + N•α•n).

Изотонический коэффициент связан со степенью диссоциации электролита соотношением:

i=1+a(k-1) или a=(i-1)/(k-1) k-число ионов,на которые распадается молекула при диссоциации.

Билет 20:

1) Все подробно из лекции, переписывать сюда смысла не вижу- мы это умеем и так ;)

2) Направление ОВР.

ОВР- реакции, в результате которых изменяются степень окисления одного или нескольких эл.входящих в сост.реагирующих веществ.

Типы ОВР:

1.межмолекулярное окисление-восстановление.

H2+Br2=2HBr

2.реакция самоокисления-самовосстановления(диспропорционированния)

4H3PO3=3H3PO4+PH3

3.реакция внутримолекулярного окисления-восстановления.

2Au2O3=4Au+3O2

При работе гальв.элемента электрохимическая сстема с более высоким значением эл.потенциала выступает в качестве окислителя, с более низким- восстановителя.

Для самопр.протекания ОВР (Для того, чтобы данный окислитель мог приявлять свою функцию по отношению к тому или иному восстановителю), необходимо, чтобы разность потенциалов сопряжённых пар была положительной, а энергия Гиббса-отриц .