ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ. Кофе и овр


Окислительно-восстановительные реакции | СТУДЕНТОРИЙ

Смотрите также Окислительно-восстановительное равновесие

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) – реакции, сопровождающиеся присоединением или отдачей электронов, или перераспределением электронной плотности на атомах (изменение степени окисления).

Стадии ОВР

Окисление – отдача электронов атомами, молекулами или ионами. В результате степень окисления повышается. Восстановители отдают электроны.

Восстановление – присоединение электронов. В результате степень окисления понижается. Окислители принимают электроны.

ОВР – сопряженный процесс: если есть восстановление, то есть и окисление.

Правила ОВР

Эквивалентный обмен электронов и атомный баланс.

Кислая среда

В кислой среде высвобождающиеся оксид-ионы связываются с протонами в молекулы воды; недостающие оксид-ионы поставляются молекулами воды, тогда из них высвобождаются протоны.

Там, где не хватает атомов кислорода, пишем столько молекул воды, сколько не хватает оксид-ионов.

Пример. Используя метод электронного баланса, составить уравнение реакции, определить окислитель и восстановитель:

овр

1. Определяем степень окисления: сера в сульфите калия имеет степень окисления +4, марганец в перманганате калия имеет степень окисления +7, серная кислота – среда протекания реакции.Мараганец в высшей степени окисления – окислитель, следовательно, сульфит калия восстановитель.

Примечание: +4 – промежуточная степень окисления для серы, поэтому она может выступать как восстановителем, так и окислителем. С сильными окислителями (перманганат, дихромат) сульфит является восстановителем (окисляется до сульфата), с сильными восстановителями (галогенидами, халькогенидами) сульфит окислитель (восстанавливается до серы или сульфида).

овр

Сера из степени окисления +4 переходит в +6 – сульфит окисляется до сульфата. Марганец из степени окисления +7 переходит в +2 (кислая среда) – перманганат ион восстанавливается до Mn2+.

2. Составляем полуреакции. Уравниваем марганец: Из перманганата высвобождаются 4 оксид-иона, которые связываются ионами водорода (кислая среда) в молекулы воды. Таким образом, 4 оксид-иона связываются с 8 протонами в 4 молекулы воды.

Другими словами, в правой части уравнения не хватает 4 кислорода, поэтому пишем 4 молекулы воды, в левой части уравнения – 8 протонов.

Семь минус два – плюс пять электронов. Можно уравнивать по общему заряду: в левой части уравнения восемь протонов минус один перманганат = 7+, в правой части марганец с зарядом 2+, вода электронейтральна. Семь минус два – плюс пять электронов. Все уравнено.

овр

Уравниваем серу: недостающий оксид-ион в левой части уравнения поставляется молекулой воды, из которой впоследствии высвобожается два протона в правую часть.Слева заряд 2-, справа 0 (-2+2). Минус два электрона.

овр

3. Суммарное уравнение электронного баланса. Умножаем верхнюю полуреакцию на 2, нижнюю на 5.

овр

Сокращаем протоноы и воду.

овр

4. Итоговое уравнение реакции: Сульфат ионы связываются с ионами калия и марганца.

овр

Щелочная среда

В щелочной среде высвобождающиеся оксид-ионы связываются молекулами воды, образуя гидроксид-ионы (OH– группы). Недостающие оксид-ионы поставляются гидроксо-группами, которых надо брать в два раза больше.

Там, где не хватает оксид-ионов пишем гидроксо-групп в 2 раза больше, чем не хватает, с другой стороны – воду.

Пример. Используя метод электронного баланса, составить уравнение реакции, определить окислитель и восстановитель:

овр

Определяем степень окисления:

овр

Висмут (III) с сильными окислителями (например, Cl2) в щелочной среде проявляет восстановительные свойства (окисляется до висмута V):

овр

Так как в левой части уравнения не хватает 3 кислородов для баланса, то пишем 6 гидроксо-групп, а справа – 3 воды.

овр

Итоговое уравнение реакции:

овр

Нейтральная среда

В нейтральной среде высвобождающиеся оксид-ионы связываются молекулами воды с образованием гидроксид-ионов (OH– групп). Недостающие оксид-ионы поставляются молекулами воды. Из них высвобождаются ионы H+.

Используя метод электронного баланса, составить уравнение реакции, определить окислитель и восстановитель:

овр

1. Определяем степень окисления: сера в персульфате калия имеет степень окисления +7 (является окислителем, т.к. высшая степень окисления), бром в бромиде калия имеет степень окисления -1 (является восстановителем, т.к. низшая степень окисления), вода – среда протекания реакции.

овр

Сера из степени окисления +7 переходит в +6 – персульфат восстанавливается до сульфата. Бром из степени окисления -1 переходит в 0 – бромид ион окисляется до брома.

2. Составляем полуреакции. Уравниваем серу (коэффициент 2 перед сульфатом). Кислород уравнен.В левой части заряд 2-, в правой части заряд 4-, присоединено 2 электрона, значит пишем +2

овр

Уравниваем бром (коэффициент 2 перед бромид-ионом). В левой части заряд 2-, в правой части заряд 0, отдано 2 электрона, значит пишем –2

овр

3. Суммарное уравнение электронного баланса.

овр

4. Итоговое уравнение реакции: Сульфат ионы связываются с ионами калия в сульфат калия, коэффициент 2 перед KBr и перед K2SO4. Вода оказалась не нужна – заключаем в квадратные скобки.

овр

Классификация ОВР

  1. Окислитель и восстановитель – разные вещества
  2. Самоокислители, самовосстановители (диспропорционирование, дисмутация). Элемент в промежуточной степени окисления.
  3. Окислитель или восстановитель – среда для прохождения процесса
  4. Внутримолекулярное окисление-восстановление. В состав одного и того же вещества входят окислитель и восстановитель.Твердофазные, высокотемпературные реакции.

Количесвеннная характеристика ОВР

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал, E0 – электродный потенциал относительно стандартного водородного потенциала. Больше об окислительно-восстановительном равновесии.

овр

Для прохождения ОВР необходимо, чтобы разность потенциалов была больше нуля, то есть потенциал окислителя должен быть больше потенциала восстановителя:

овр, овр

Например:

овр

Чем ниже потенциал, тем сильнее восстановитель; чем выше потенциал, тем сильнее окислитель.Окислительные свойства сильнее в кислой среде, восстановительные – в щелочной.

studentoriy.ru

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕРЕАКЦИИ (р-цииокисления-восстановления) происходят с изменением степени окисления атомов,входящих в состав реагирующих в-в.При окислении в-в степень окисления элементов возрастает, при восстановлении- понижается.

Первоначально окислениемназывали только р-ции в-в с кислородом, восстановлением — отнятие кислорода.С введением в химию электронных представлений понятие окислительно-восстановительных реакций было распространенона р-ции, в к-рых кислород не участвует.

В неорг. химии окислительно-восстановительные реакцииформально могут рассматриваться как перемещение электронов от атома одного реагента(восстановителя) к атому другого (окислителя), напр.:

При этом окислительвосстанавливается, а восстановитель окисляется. При протекании р-цийв гальванич. элементе переход электронов осуществляется по проводнику, соединяющемуэлектроды элемента, и изменение энергии Гиббса DG в данной р-ции м. б. превращенов полезную работу. В отличие от р-ций ионного обмена окислительно-восстановительные реакции в водных р-рахпротекают, как правило, не мгновенно.

При окислительно-восстановительных реакциях атомы в высшейстепени окисления являются только окислителями, в низшей — только восстановителями;атомы в промежут. степени окисления в зависимости от типа р-ции и условий еепротекания м.б. окислителями или восстановителями. Многие окислительно-восстановительные реакции-каталитические(см. Окислительно-восстановительный катализ).

По формальным признакамокислительно-восстановительные реакции разделяют на межмол. (напр., 2SO2 + O2SO3) и внутримол., напр.:

Последняя р-ция представляетсобой самоокисление-самовосстановление (см. Диспропорционирование).

Окислительно-восстановительные реакции часто сопровождаютсявысоким энерговыделением, поэтому их используют для получения теплоты или электрич.энергии. Наиб. энергичные окислительно-восстановительные реакции протекают при взаимод. восстановителей с окислителямив отсутствие р-рителя; в р-рах такие р-ции м.б. невозможны вследствие окислит.-восстановит.взаимод. одного или обоих реагентов с р-рителем. Так, в водном р-ре нельзя непосредственнопровести р-цию 2Na + F22NaF,поскольку натрий и фтор бурно взаимод. с водой. На окислит.-восстановит. св-ваионов сильно влияет комплексообразование, напр.: комплекс [Co2+(CN)6]4-,в отличие от гидратир. иона Со2+, является сильным восстановителем.

В случае окислительно-восстановительных реакций в орг.химии использование обобщенной концепции окисления-восстановления и понятияо степени окисления часто малопродуктивно, особенно при нез-начит. полярностисвязей между атомами, участвующими в р-ции. В орг. химии окисление рассматриваютобычно как процесс, при к-ром в результате перехода электронов от орг. соед.к окислителю возрастает число (или кратность) кислородсодержащих связей (С —О, N — О, S — О и т.п.) либо уменьшается число водородсодержащих связей (С —Н, N —Н, S —Н и т.п.), напр.: RCHORCOOH; R2CHCHR2R2C=CR2. При восстановлении орг. соед. в результате приобретенияэлектронов происходят обратные процессы, напр.: R2COR2Ch3; RSO2C1RSO2H.

Используют также подход,при к-ром атомам С в молекуле приписывают разл. степени окисления в зависимостиот числа связей, образованных с элементом более электроотрицательным, чем водород.В этом случае функцией, производные можно расположить в порядке возрастанияих степени окисления. Так, насыщ. углеводороды относят к нулевой группе (приблизит,степень окисления — 4), R2C = = CR2, ROH, RCl и RNh3-к первой (- 2), RCCR,R2CO и R2CCl2 — ко второй (0), RCOOH, RCCC1,RCONh3 и RССl3-ктретьей (+2), RCN, CCl4 и СО2-к четвертой (+ 4). Тогдаокисление-процесс, при к-ром соед. переходит в более высокую категорию, восстановление- обратный процесс.

Механизмы окислительно-восстановительных реакций весьмаразнообразны; р-ции могут протекать как по гетеролитическому, так и по гомолитич.механизму. Во мн. случаях начальная стадия р-ции — процесс одноэлектронногопереноса. Окисление обычно протекает по положениям с наиб, электронной плотностью,восстановление — по положениям, где электронная плотность минимальна.

В орг. химии используютширокий ряд восстановителей и окислителей, что позволяет выбрать реагент, обладающийселективностью (т.е. способностью действовать избирательно на определенные функц.группы), а также получать продукты в требуемой степени окисления. Напр., борогид-ридNa восстанавливает кетоны или альдегиды до спиртов, не реагируя с амидами исложными эфирами; LiAlh5 восстанавливает все эти соед. до спиртов.Среди окислителей высокой селективностью обладают, напр., комплекс СгО3с пиридином, с высоким выходом окисляющий спирты в кетоны, не затрагивая кратныесвязи С — С, а также SeO2, окисляющий кетоны и альдегиды до a-дикарбонильныхсоединений.

Селективность окислительно-восстановительных реакций можетбыть обеспечена и в катали-тич. процессах; напр., в зависимости от катализатораи условий р-ций ацетиленовые углеводороды можно селективно гидрировать до этиленовыхили насыщ. углеводородов (см. Гидрирование). Электрохим. восстановлениеСО2 до СО в водной среде в присут. никелевого комплекса 1, 4, 8,11-тетраазациклотетрадекана позволяет проводить желаемый процесс при более низкихпотенциалах и одновременно подавлять электролиз воды с образованием Н2.Эта р-ция имеет ключевое значение для превращения СО2 через СО вразнообразные орг. в-ва.

Каталитич. окислительно-восстановительные реакции играютважную роль в пром-сти, напр.:

Окислительно-восстановительные реакции широко распространеныв природе и используются в технике. В основе жизни лежат окислительно-восстановительные реакции, происходящиепри фотосинтезе, дыхании, транспорте электронов; они же обеспечиваютосн. часть энергопотребления человечества за счет сжигания орг. топлива. Получениеметаллов, извлечение энергии взрыва основано на окислительно-восстановительных реакциях.

Лит.: Хомченко Г.П., Севастьянова К. И., Окислительно-восстановительные реакции, 2 изд., М.,1980; Кери Ф., Сандберг Р., Углубленный курс органической химии, пер. с англ.,кн. 2, М., 1981, с. 119-41, 308-43; Марч Дж., Органическая химия, пер. с англ.,т. 4, М., 1988, с. 259-341; ТурьяиЯ.И., Окислительно-восстановительные реакциии потенциалы в аналитической химии, М., 1989; Тодрес 3. В., Электронный переносв органической и металлоорганической химии, в сб.: Итоги науки и техники. Сер.Органическая химия, т. 12, М., 1989. С. И. Дракин, З.В. Тодрес.

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ > https://resant.ru/

Телефон: 8(495)744-67-74

Оказываем услуги по монтажу систем отопления, водоснабжения для частных загородных домов, дач, организаций. Осуществляем поставку оборудования для проведения работ со скидками.

Наши услуги:

Отопление: > https://resant.ru/otoplenie-doma.html

Монтаж, проектирование, сервисное обслуживание ремонт. Отопление по типу: автономное, водяное, частное, дровяное, индивидуальное, газовое, естественное.

Водоснабжение: > https://resant.ru/vodosnabzhenie-doma.html

> Автономное водоснабжение < от колодца и скважины. Установка системы водоснабжения как для постоянного, так и временного проживания и пользования домом. Осуществляем обслуживание систем водоснабжения: замена насоса, замена ремонт гидроаккумулятора, натройку автоматики управления насосом.

Котельная: > https://resant.ru/kotelnaya-doma.html

Для частного дома и промышленного предприятия. Проведем установку котла, рапределительных модулей контуров отопления, установим элементы автоматизации для контроля температурой.

Все работы выполняем под ключ. +7(495)744-67-74 ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Предлагаем посетить наши проекты: http://rapidly.ru/

  • отопление > http://heating.rapidly.ru/
  • водоснабжение > http://water.rapidly.ru/
  • канализация > http://water.rapidly.ru/
  • котельная > http://boiler-plant.rapidly.ru/
  • ремонт ванной комнаты > http://bathroom-repair.rapidly.ru/
  • ремонт квартир > http://repair-apartments.rapidly.ru/
  • замена батарей > http://battery-replacement.rapidly.ru/
  • В разделе Акции и скидки на нашем сайте https://resant.ru/ на странице https://resant.ru/aktsiya-skidki-otoplenie-vodosnabzhenie.html можно всегда найти выгодное предложение по отоплению и водоснабжению

    rapidly.ru

    Окисление и ферментация в производстве чая - TeaTerra

    Процесс изготовления чая — это последовательность взаимосвязанных шагов, в самом начале которых — свежесорванный лист, а в самом конце — то, что мы в торговле именуем «законченным» или «готовым» чаем. Шесть видов чая (зеленый, желтый, белый, улун, черный, и пуэр) имеют несколько сходных стадий обработки (такие как сбор, первичная сортировка, окончательная обработка, и т.п.), но имеют и нюансы, которые уникальны для одного или нескольких специфически приготовленных чаев. Окисление — это один из наиболее поздно описанных химических процессов, который должен протекать при изготовления одних видов чаев, и должен быть предотвращен при изготовлении других. Можно сказать, что все виды чая разделены на два больших класса в зависимости от того, участвует ли окисление в получении готового продукта, или нет.2013_09_30_09_001

    Окисление в чае

    Сначала дадим определение окислению. Окисление — это биохимический, энзимный процесс, во время которого поглощается кислород и (как следствие) происходит изменения веществ, участвующих в процессе. В случае со свежесобранными чайными листьями чая — веществ, содержащихся в чайных листьях. Окисление может быть спонтанным или контролируемым и приводить как к позитивным, так и к негативным изменениям. Хорошо знакомый пример спонтанного негативного окисления — это то, что случается, когда разрезаешь яблоко или банан, или оставляешь на открытом воздухе отрезанный кусочек листка. Незащищенные клетки поглощают кислород, размягчаются, и становятся коричневыми. Это наиболее простая форма окисления, с которой знакомо большинство людей. Если в процесс окисления не вмешиваться, то фрукт может просто высохнуть или сгнить, в зависимости от атмосферных условий. При простом разрезании яблока на кусочки и сушке их в дегидраторе (влагопоглотителе) можно наблюдать пример контролируемого негативного окисления, происходящего в процессе сушки. Потемнение отрезанной поверхности не считается эстетично привлекательным на рынке, так что изменения цвета иногда корректируют сернистыми соединениями или лимонной кислотой, но даже в этой ситуации (без видимых цветовых изменений) окисление все равно протекает.

    Во время производства чая присутствует как спонтанное, так и контролируемое окисление. Спонтанное окисление протекает в течении стадии сушки чайного листа при изготовлении белого, улунского и черного чаев. Стадия контролируемого окисления, требующего особого внимания, является одной из наиболее важных этапов производства как улунов, так и черных чаев. В зеленых и желтых чаях окисление предотвращается методами тщательного пропаривания, сушки и/или прожаривания, которое также часто называют «деферментацией» (de-enzyming).

    Окисление — это химический процесс, который требует избытка влажного, богатого кислородом воздуха. В производстве черного чая в помещениях для окисления должно производиться от 15 до 20 обменов увлажненного воздуха в течение часа для гарантированного полного окисление. Полифенолы в листе (чайные катехины) поглощают значительное количество кислорода, особенно в течении ранних стадий окисления. Окисление при производстве чая формально начинается с момента сушки чайного листа как спонтанное, и затем постепенно ускоряется последующими шагами, необходимыми для превращения свежего листа в готовый черный чай. После нескольких подготовительных этапов предварительно подготовленный лист готов для процесса контролируемого окисления, о котором часто ошибочно говорят как о «ферментации». В традиционном окислении сортированный лист рассыпают тонкими слоями (максимум от 5 до 8 см) на полу фабрики, на столах, на пористых поддонах — и это сходно с подсушиванием, которое делается на стадии первичного завяливания. Насыщение кислородом полифенолов начинает серию химических реакций с их участием, в конечном итоге производящих новые ароматические компоненты и обеспечивающие более «плотные» отличительные признаки настоя, характерные для черного чая. Во время первого и наиболее важного периода ферментативного окисления, фермент полифенола оксидазы и пероксидазы (группы окислительно-восстановительных ферментов, использующих в качестве акцептора электронов перекись водорода) воздействует на другие полифенолы, в результате этого воздействия появляются теафлавины. Эти красно-оранжевые соединения в дальнейшем воздействуют на полифенолы, производя теарубигины, они же химически ответственны за изменение цвета листа от зеленого к золотому, медному, коричнево-шоколадному. Теарубигины, тем временем, взаимодействуют с несколькими аминокислотами и сахарами в листе, создавая высокополимерные субстанции, которые развиваются в разнообразные и характерные ароматические компоненты, которые мы и рассчитываем иметь в черном чае.

    В основном теафлавины привносят свежесть и яркость во вкус черного чая, в то время как теарубигины обуславливают его крепость, насыщенность и цвет.

    В процессе окисления из чайного листа выделяется диоксид углерода и происходит повышение температуры массы окисляющихся листьев. Если температуре листа позволить подняться слишком высоко, то окисление выйдет из-под контроля; если температура слишком низко упадет, то окисление прекратится.

    Массив чайных листьев в процессе управляемого окисления называется «дхул» (dhool). Окисление требует от 2 до 4 часов и может контролироваться опытным путем, а не научным. Хотя могут быть технические маркеры для определения ожидаемого завершения процесса, но также существует и множество параметров, характеризующих процесс и наблюдаемых «в живую». Поэтому лучшим методом определения момента полного окисления листа может быть экспертное визуально обонятельное наблюдение.

    Чайный мастер должен контролировать толщину и равномерность слоя листьев, следить, чтобы температура была примерно 29 С, относительная влажность — 98%; и обеспечивать постоянную вентиляцию (15 или 20 полных смен воздуха в помещении в час). Также микроклимат должен быть полностью гигиеничен; бактерии могут испортить дхул.

    При в процессе окисления обрабатываемый лист (дхул) получает прогнозируемую серию вкусовых параметров, свежий, насыщенный цвет и итоговую крепость. Чайный мастер может управлять окислением дхула в своей особенной манере, корректируя длительность окисления, допуская окисление в комбинации с изменением температуры/влажности в помещении для окисления. Большинство произведенных чаев дают сбалансированный настой в чашке с ярким настоем, хорошим интенсивным ароматом, и густой, насыщенной консистенцией. Когда чайный мастер определяет, что дхул окислился до желаемого уровня («полностью окисленный» — это степень, но не абсолютная), то критическая фаза контролируемого окисления останавливается завершающим процессом производства черного чая: сушкой.

    Ферментация в чае

    Ферментация — это важный компонент в изготовлении пуэров и прочих выдержанных чаев, таких как Люань, Любао, некоторых улунов, и т.д. Рассказ о ферментации в чаепроизводстве удобнее всего вести на примере производства пуэров. Давайте изучим, что такое ферментация и почему тщательная и искусная ферментация неотделима от производства традиционных высококачественных пуэров. Несмотря на то, что производство пуэров — это одна из старейших и простейших форм чаепроизводства, мир пуэров сложен и обширен настолько, что стал предметом пристального внимания чайных экспертов и требует особой тщательности в изучении. В любом случае мы не будем здесь исследовать специфическую комплексность производства пуэров различных типов, так как в этой статье предлагается рассматривать только более основное описание ферментации и окисления.

    Ферментация — это микробная активность (деятельность) с вовлечением тех или иных видов бактерий. По определению ферментация происходит наиболее легко в отсутствии кислорода, хотя для старения незрелого шэн-пуэра идеально некоторое воздействие и окружающей среды. Несмотря на то, что обилие кислорода требуется для большинства стадий при изготовлении чая, подверженность к воздействию кислородом в производстве пуэра часто снижается или устраняется после стадии сушения чайного листа. Лист, который трансформируется в пуэр, должен быть подвергнут воздействию бактерий (или располагает бактериями по природе своей) подходящих для прохождения ферментации.

    Как и в случае производства «сброженного» яблочного сидра или сыра Рокфор, необходимые для активности микроорганизмов бактерии начинают естественное воспроизводство на открытом воздухе и\или внутри специального помещения для ферментации (сидровый «домик» или камера для созревания сыров). В случае с пуэром бактерии, требующиеся и для инициирования, и для поддержания брожения находятся в следующих местах.

    1. На поверхности самого листа со старых деревьев в первобытном лесу, где растут крупнолистовые деревья — наиболее известные из них в районе Сишуанбаньны на юго-западе провинции Юньнань в Китае.
    2. В помещении для производства чая с контролируемым климатом, в которых «сырой (шэн) мао-ча» временно складируется в ожидании прессования; в кучах из «мао-ча» при искусственной ферментации готового (шу) пуэра; или во влажном, насыщенным паром климате, в котором пуэр проходит запрессовку.
    3. В сухих прохладных помещениях, где блины шэн пуэра хранятся для пост-ферментации и старения под тщательным контролем.

    Во время фазы ферментации в производстве пуэра должно сойтись несколько важных факторов. Во время сбора урожая на самом листе, который соответствует нормам, должны иметься «дикие» бактерии — их может быть очень много или очень мало, и от этого тоже будет зависеть качество чая. Лист предназначенный для того, чтобы стать пуэром («маоча», прошедший сушку-завяливание, обжаривание до «убийства зелени» (sa cheen, шацин), сминание (ro nien, жоунянь), и затем частично высушенный лист), складывают в мешки и располагают эти мешки друг на друге в ожидании прессования в насыщенном бактериями пару; или, в случае готового шу пуэра, сваливается в кучи в помещениях, подвергаясь внешнему воздействию. В отличие от невысоких, пористых куч листьев, собранных для окисления, кучи мао-ча, в которых стимулируется искусственная ферментация шу пуэра, заскирдованы плотно, компактно, и с минимальной площадью открытой поверхности. Куча маоча нечасто перемешивается — чтобы дать «отдых» листьям (и не дать ферментации зайти слишком далеко), снабдить бактерии необходимым им кислородом и обеспечить температуру, желательную для благоприятного роста микробов и заданного преобразования листа. В процессе ферментации пуэра кучи часто накрывают — для того, чтобы повысить температуру происходящих в листьях процессов.

    Можно представить легкое замешательство в которое приводит чайных торговцев наблюдение за процессами сушки, окисления и ферментации. Наблюдая перемешивание кучи листьев на полу, кучи листьев в траншеях или на настилах, начинающие чаеторговцы могут быть ошарашены тем, что процессы, происходящие при производстве чая, рудиментарны и кустарны (эта кустарность усугубляется нежеланием китайцев объяснять свои «секреты»). И, хотя за последние 75 лет много чего было описано, четко разделить процессы сушки, ферментации и окисления (и, соответственно, четко ими управлять) пока затруднительно.

    Крайне важно, чтобы и потребители и чаеторговцы знали характерные различия окисления от ферментации. Эти процессы должны быть понятны и не должны затеряться в выкрутасах чайной терминологии или маркетинга.

    Хорошим признаком, отличающим хорошего торговца, является его понимание сути производства белого, улунского и черного чаев, которые очень зависимы от процессов сушки и окисления. Использование терминов «окисление» и «ферментация» недолжным образом способствует путанице у любителей чая. Вдобавок те, кто правильно может идентифицировать, какой тип пуэра предлагается для закупки, и какие условия необходимы для полного завершения незрелого шэн пуэра в его максимальном развитии (продолжительное вызревание, выдержка, и старение), обеспечивают себя надежной закупочной базой. Для чайных энтузиастов, знание — сила, чайный мир становится все более доступным, и знание гарантирует нам все более качественный чай, и много свяких других радостных моментов настоящего удовольствия от выпитого любимого напитка.

    (Еще больше информации о производстве чая и разъяснения окислительных процессов в разных типах чаев можно найти в книге The Tea Story; A Cultural History and Drinking Guide by Mary Lou Heiss and Robert J. Heiss, Ten Speed Press October 2007)

    Зеленый чай Нет окисления *
    Желтый чай Нет окисления *
    Белый чай Легкое спонтанное окисление (8-15%)
    Улунский чай Частичное окисление, контролируемое при производстве (уровень 15-80%)
    Черный чай Полное окисление, контролируемое при производстве
    Пуэр Полностью ферментированный, не полностью окисленный, существует два основных направления
    Шэн пуэр Сырой, исходный, или «зеленый» пуэр — неконтролируемое окисление, хотя минимальное спонтанное окисление может присутствовать
    Шу пуэр Готовый, зрелый, или «черный» пуэр — контролируемое окисление как существенное для процесса «ускорения старения»

    * Формулировку «Нет окисления» следует понимать как «Почти нет окисления». Это такое примечание переводчиков.

    Комментарий Максима Малыгина

    Начнем с общепринятых в профессиональной определений, поскольку именно терминологическая путаница не позволяет за деревьями увидеть леса:

    ОКИСЛЕНИЕ, см. Окислительно-восстановительные реакции.

    ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ (реакции окисления-восстановления) происходят с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. При окислении в-в степень окисления элементов возрастает, при восстановлении — понижается.

    В неорг. химии О.-в. р. формально могут рассматриваться как перемещение электронов от атома одного реагента (восстановителя), к атому другого (окислителя). При этом окислитель восстанавливается, а восстановитель — окисляется.

    В случае О.-в. р. в орг. химии использование обобщенной концепции окисления-восстановления и понятия о степени окисления часто малопродуктивно, особенно при незначительной полярности связей между атомами, участвующих в реакции. В орг. химии окисление рассматривают обычно как процесс, при котором в результате перехода электронов от орг. соед. к окислителю возрастает число (или кратность) кислородосодержащих связей (C-O, N-O, S-O и т.п.) либо уменьшается число водородосодержащих связей (C-Н, N-Н, S-Н и т.п.) (1 — ММ).

    Используют также подход, при котором атомам С в молекуле приписывают различные степени окисления в зависимости от числа связей, образованных с элементами более электроотрицательными, чем водород (2 — ММ).

    Химическая энциклопедия: В. 5 т.: т. 3.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1992 г. — стр 336-337.

    Исходя из определений 1 и 2 пойдем дальше. Я использую текст статьи индийских ученых (выловленной в сети Алексеем), которая понравилась мне своей краткостью и академичностью: Improvement of Tea Leaves Fermentation with Aspergillus spp. Pectinase, опубликованной в Journal of Bioscience and Bioengineerihg, Vol. 94, No. 4, 299-303, 2002.

    Итак, процесс окисления (возрастающее число кислородосодержащих связей) выглядит так: хорошо известные катехины чая окисляются в ортохиноны, которые образуют флавины, флавины в свою очередь окисляют вещества, подобные галловой кислоте.

    Продукты окисления галловой кислоты (например, эпигаллокатехин) взаимодействуют с флавинами с образованиме полимерных рибу(г)джинов. В идеале, при правильно прошедшем процессе ферментации должен быть достигнут баланс между флавинами и рибу(г)джинами. Это что касается цепочек превращений. Данное окисление является ферменетативным, т.е. происходит при непосредственном участии ферментов, содержащихся в чайном листе. Степень ферментации (ферментативного окисления) чая зависит от степени взаимодействия между ферментами (энзимами) и окисляемыми веществами. В неповрежденном листе ферменты и окисляемые вещества разделены клеточными мемебранами. Хорошо известно, что полиоксидаза локализована в клеточном соке. Размягчение чайных листьев скруткой только частично разрушает клетки что, приводит к неполному окислению окисляемых веществ. Только применение внешних (не производимых и не находящихся в листе) ферментов, которые уменьшают стенки клетки, может привести к полному размягчению клеток чайных листьев (интересная ссылка — Samaraweera, D.S.A.: Techology of tea processing, p. 158-207, In Handbook on tea. Tea Reseach Institute of Sri Lanka, Sri Lanka (1989)) Далее ученые исследуют выделенные из различных видов Aspergillus ферменты на предмет их участия в процессе ферментативного окисления. Но тут я «плаваю».

    ИТОГО: основным процессом, модифицирующим (изменяющим) содержимое чайного листа является ферментативное окисление. Допускаю, что возможны не ферментативные окислительные процессы, но основным, вероятно, подавляющим, является ферментативное.

    Возвращаясь к статье. Окислением в ней названо ферментативное окисление «внутренними» ферментами листа. Ферментацией — внешними, производимыми микроорганизмами. Мне кажется, подобная терминология только запутывает ситуацию, я бы не рекомендовал ее к применению.

    Роберт Дж. ХэйссПеревод: Денис Шумаков, Алексей Чураков Комментарии: Максим Малыгин Источник: http://teatips.ru

    www.tea-terra.ru

    Что такое ОВР в современной химии?

    Поговорим о том, что такое ОВР в неорганическом и органическом синтезе.

    Определение процесса

    Под окислительно-восстановительными реакциями подразумевают такие процессы, в результате которых будет меняться степень окисления у двух или более химических элементов в сложных или простых веществах.

    что такое овр

    Что такое окисление

    Под окислением подразумевается такая химическая реакция, в процессе которой атом либо определенный ион отдает электроны, при этом понижая свою первоначальную степень окисления. Данный процесс характерен для металлов.

    Что такое восстановление

    Под процессом восстановления подразумевается химическое превращение, в результате которого будет снижаться степень окисления у иона либо простого вещества, при этом происходит присоединение электронов. Данная реакция характерна для неметаллов и кислотных остатков.

    что такое овр в химии определение

    Характеристика восстановителя

    Рассматривая вопрос о том, что такое ОВР, нельзя обойти вниманием такое понятие, как «восстановитель».

    Под ним подразумевается нейтральная молекула или заряженный ион, который в результате химического взаимодействия будет отдавать другому иону либо атому электрон, при этом повышая свою степень окисления.

    что такое овр в химии

    Определение окислителя

    Рассуждая над тем, что такое ОВР, также важно упомянуть и такой термин, как «окислитель». Под ним принято подразумевать такие ионы либо нейтральные атомы, которые при химическом взаимодействии будут принимать отрицательные электроны от других атомов или нейтральных частиц. При этом его первоначальная степень окисления будет понижаться.

    Типы ОВР

    Рассуждая над тем, что такое ОВР, необходимо отметить о тех разновидностях данных процессов, которые чаще всего рассматриваются в неорганическом и органическом синтезе.

    Межмолекулярные взаимодействия предполагают такие процессы, при которых атомы и восстановителя, и окислителя располагаются в разных исходных веществах, вступающих во взаимодействие. В качестве примера подобного типа превращения можно привести взаимодействие между оксидом марганца (4) и раствором соляной кислоты, в результате которого образуется газообразный хлор, хлорид двухвалентного марганца, а также вода.

    В рассматриваемом химическом процессе в качестве восстановителя предстают анионы хлора, окисляющиеся по мере взаимодействия. Катион марганца (со степенью окисления +4) проявляет в реакции окислительные способности, принимая два электрона, восстанавливается.

    Внутримолекулярное взаимодействие представляет собой такие химические превращения, по мере которых и атомы восстановителя, и атомы окислителя первоначально являются одним исходным веществом, а после завершения превращения они оказываются в различных продуктах реакции.В качестве примера такого типа реакции можно представить разложение хлората калия. При нагревании данное вещество будет превращаться в хлорид калия и кислород. Окислительные свойства будут характерны для аниона хлората, который, принимая пять электронов в реакции, будет восстанавливаться, превращаясь в хлорид.

    При этом анион кислорода будет проявлять восстановительные свойства, окисляясь до молекулярного кислорода. Так что такое ОВР в данном случае? Это процесс передачи электронов между ионами, приводящий к образованию двух продуктов реакции.

    Также к данному виду химических превращений, происходящих с изменением степеней окисления у элементов, первоначально находящихся в одной формуле, относится процесс разложения нитрита аммония. Азот, стоящий в катионе аммония, имея степень окисления -3, в ходе процесса отдает шесть электронов и окисляется до молекулярного азота. А тот азот, который входит в состав нитрита, принимает шесть электронов, при этом является восстановителем, а в ходе реакции он окисляется.

    Что такое ОВР в химии? Определение, рассмотренное нами выше, свидетельствует о том, что это превращения, связанные с изменениями у нескольких элементов степеней окисления.

    Самоокисление и восстановление (диспропорция) предполагает такие процессы, при протекании которых в качестве восстановителя и окислителя выступает один исходный атом, который будет увеличивать, и одновременно уменьшать свою степень окисления после завершения взаимодействия. Рассуждая над тем, что такое ОВР в химии, примеры подобных превращений можно найти даже в курсе химии средней школы. Разложение сульфита калия при нагревании приводит к образованию двух солей этого металла: сульфида и сульфата. Сера со степенью окисления +4 проявляет и восстановительные, и окислительные свойства, повышая и понижая показатели степени окисления.

    что такое овр в химии примеры

    Чтобы понять, что означает ОВР в химии, назовем еще один вид таких химических превращений. Контрпропорционирование предполагает такие процессы, в результате которых атомы восстановителя и окислителя находятся в составе разных исходных компонентов, но в правой части они образуют один продукт реакции. Например, при взаимодействии оксида серы (4) с сероводородом будет образовываться сера и вода. Ион серы со степенью окисления +4 будет принимать четыре электрона, а ион серы с показателем -2 лишается двух электронов. В итоге оба они превращаются в простое вещество, у которого степень окисления равна нулю.

    что означает овр в химии

    Заключение

    Рассматривая вопрос о том, что такое ОВР в химии, отметим, что это многочисленные превращения, благодаря которым функционируют живые организмы, происходят разнообразные природные процессы и явления. Для того чтобы расставить в таких уравнениях коэффициенты, нужно составить электронный баланс.

    fb.ru

    Окислительно-восстановительные реакции - это... Что такое Окислительно-восстановительные реакции?

    Окисли́тельно-восстанови́тельные реа́кции, ОВР, редокс (от англ. redox ← reduction-oxidation — окисление-восстановление) — это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, реализующихся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем и атомом-восстановителем.

    Описание

    В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается. Причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого.

    Окисление

    Окисление - процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления.

    При окисле́нии вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомы окислителя — акцепторами электронов.

    В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и более мелкие составные части (см. Свободные радикалы). При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.

    Окислитель, принимая электроны, приобретает восстановительные свойства, превращаясь в сопряжённый восстановитель:

    окислитель + e− ↔ сопряжённый восстановитель.

    Восстановление

    При восстановлении атомы или ионы присоединяют электроны. При этом происходит понижение степени окисления элемента. Примеры: восстановление оксидов металлов до свободных металлов при помощи водорода, углерода, других веществ; восстановление органических кислот в альдегиды и спирты; гидрогенизация жиров и др.

    Восстановитель, отдавая электроны, приобретает окислительные свойства, превращаясь в сопряжённый окислитель:

    восстановитель — e− ↔ сопряжённый окислитель.

    Несвязанный, свободный электрон является сильнейшим восстановителем.

    Окислительно-восстановительная пара

    Окислитель и его восстановленная форма, либо восстановитель и его окисленная форма составляет сопряжённую окислительно-восстановительную пару, а их взаимопревращения являются окислительно-восстановительными полуреакциями.

    В любой окислительно-восстановительной реакции принимают участие две сопряжённые окислительно-восстановительные пары, между которыми имеет место конкуренция за электроны, в результате чего протекают две полуреакции: одна связана с присоединением электронов, т.е. восстановлением, другая — с отдачей электронов, т.е. окислением.

    Виды окислительно-восстановительных реакций

    Межмолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах разных веществ, например:

    Н2S + Cl2 → S + 2HCl

    Внутримолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах одного и того же вещества, например:

    2h3O → 2h3 + O2

    Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) — реакции, в которых один и тот же элемент выступает и как окислитель, и как восстановитель, например:

    Cl2 + h3O → HClO + HCl

    Репропорционирование (конпропорционирование) — реакции, в которых из двух различных степеней окисления одного и того же элемента получается одна степень окисления, например:

    Nh5NO3 → N2O + 2h3O

    Примеры

    Окислительно-восстановительная реакция между водородом и фтором

     \stackrel{0}{\mbox {H}}_{2} + \stackrel{0}{\mbox {F}}_{2} \rightarrow 2\stackrel{+1}{\mbox {H}} \stackrel{-1}{\mbox {F}}

    Разделяется на две полуреакции:

    1) Окисление:

     {\mbox {H}}_{2}^{0} - 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2 {\mbox {H}}^{+}

    2) Восстановление:

     {\mbox {F}}_{2}^{0} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2 {\mbox {F}}^{-}

    Окисление, восстановление

    В окислительно-восстановительных реакциях электроны от одних атомов, молекул или ионов переходят к другим. Процесс отдачи электронов — окисление. При окислении степень окисления повышается:

     {\mbox {H}}_{2}^{0} - 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2 {\mbox {H}}^{+}  {\mbox {S}}^{-2} - 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {S}}^{0} \downarrow  {\mbox {Al}}^{0} - 3{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Al}}^{+3}  {\mbox {Fe}}^{+2} - {\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Fe}}^{+3}  2{\mbox {Hal}}^{-} - 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Hal}}_{2}^{0}

    Процесс присоединения электронов — восстановление. При восстановлении степень окисления понижается:

     {\mbox {Hal}}_{2}^{0} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {Hal}}^{-}  {\mbox {O}}_{2}^{0} + 4{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {O}}^{-2}  {\mbox {Mn}}^{+7} + 5{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{+2}  {\mbox {Mn}}^{+4} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{+2}  {\mbox {Cr}}^{+6} + 6{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Cr}}^{0}

    Атомы или ионы, которые в данной реакции присоединяют электроны являются окислителями, а которые отдают электроны — восстановителями.

    См. также

    Ссылки

    biograf.academic.ru

    Как решать окислительно-восстановительные реакции? | We are students

    Что ответить человеку, которого интересует, как решать окислительно-восстановительные реакции? Они нерешаемы. Впрочем, как и любые другие. Химики вообще не решают ни реакции, ни их уравнения. Для окислительно-восстановительной реакции (ОВР) можно составить уравнение и расставить в нём коэффициенты. Рассмотрим, как это сделать.

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Окислитель и восстановитель

    Окислительно-восстановительной называют такую реакцию, в ходе которой изменяются степени окисления реагирующих веществ. Это происходит потому, что одна из частиц отдаёт свои электроны (её называют восстановителем),  а другая — принимает их (окислитель).

    Восстановитель, теряя электроны, окисляется, то есть повышает значение степени окисления. Например, запись: Как решать окислительно-восстановительные реакцииозначает, что цинк отдал 2 электрона, то есть окислился. Он восстановитель. Степень окисления его, как видно из приведённого примера, повысилась. Как решать окислительно-восстановительные реакции — здесь сера принимает электроны, то есть восстанавливается. Она окислитель. Степень окисления ее понизилась.

    У кого-то может возникнуть вопрос, почему при добавлении электронов степень окисления понижается, а при их потере, напротив, повышается? Всё логично. Элеrтрон — частица с зарядом -1, поэтому с математической точки зрения запись Как решать окислительно-восстановительные реакции следует читать так: 0 — (-1) = +1, где (-1) — и есть электрон. Тогда Как решать окислительно-восстановительные реакцииозначает: 0 + (-2) = -2, где (-2) — это и есть те два электрона, которые принял атом серы.

    Теперь рассмотрим реакцию, в которой происходят оба процесса:

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Натрий взаимодействует с серой с образованием сульфида натрия. Атомы натрия окисляются, отдавая по одному электрону, серы — восстанавливаются, присоединяя по два. Однако такое может быть только на бумаге. На самом же деле, окислитель должен присоединить к себе ровно столько электронов, сколько их отдал восстановитель. В природе соблюдается баланс во всем, в том числе и в окислительно-восстановительных процессах. Покажем электронный баланс для данной реакции:

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Общее кратное между количеством отданных и принятых электронов равно 2. Разделив его на число электронов, которые отдает натрий (2:1=1) и сера (2:2=1) получим коэффициенты в данном уравнении. То есть в правой и в левой частях уравнения атомов серы должно быть по одному (величина, которая получилась в результате деления общего кратного на число принятых серой электронов),  а атомов натрия — по два. В записанной схеме же слева пока только один атом натрия. Удвоим его, поставив коэффициент 2 перед формулой натрия. В правой части атомов натрия уже содержится 2 (Na2S).

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Мы составили уравнение простейшей окислительно-восстановительной реакции и расставили в нем коэффициенты методом электронного баланса.

    Рассмотрим, как «решать» оислительно-восстановительные реакции посложнее. Например, при взаимодействии концентрированной серной кислоты с тем же натрием образуются сероводород, сульфат натрия и вода. Запишем схему:

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Определим степени окисления атомов всех элементов:

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Изменили ст.о. только натрий и сера. Запишем полуреакции окисления и восстановления:

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Найдём наименьшее общее кратное между 1 (столько электронов отдал натрий) и 8 (количество принятых серой отрицательных зарядов), разделим его на 1, затем на 8. Результаты — это и есть количество атомов Na и S как справа, так и слева.

    Запишем их в уравнение:

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Перед формулой серной кислоты коэффициенты из баланса пока не ставим. Считаем другие металлы, если они есть, затем — кислотные остатки, потом Н, и в самую последнюю очередь проверку делаем по кислороду.

    В данном уравнении атомов натрия справа и слева должно быть по 8. Остатки серной кислоты используются два раза. Из них 4 становятся солеобразователями (входят в состав Na2SO4)и один превращается в h3S,то есть всего должно быть израсходовано 5 атомов серы. Ставим 5 перед формулой серной кислоты.

    Как решать окислительно-восстановительные реакции

    Проверяем H: атомов H в левой части 5×2=10,  в правой — только 4, значит перед водой ставим коэффициент 4 (перед сероводородом его ставить нельзя, так как из баланса следует, что молекул h3S должно быть по 1 справа и слева. Проверку делаем по кислороду. Слева 20 атомов О, справа их 4×4 из серной кислоты и еще 4 из воды.  Все сходится, значит действия выполнены правильно.

    Это один вид действий, которые мог иметь в виду тот, кто спрашивал, как решать окислительно-восстановительные реакции. Если же под этим вопросом подразумевалось  «закончите уравнение ОВР» или » допишите продукты реакции «, то для выполнения такого задания мало уметь составлять электронный баланс. В некоторых случаях нужно знать, каковы продукты окисления/восстановления , как на них влияет кислотность среды и различные факторы, о которых пойдет речь в других статьях.

    Окислительно-восстановительные реакции — видео

    westud.ru

    Окислительно-Восстановительные реакции

    Реакции окисления-восстановления происходят с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. При окислении веществ степень окисления элементов возрастает, при восстановлении - понижается. Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные степени окисления, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью - положительные.

     Степень окисления -это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна.

    Вообще степень окисления это формальное понятие; в ряде случаев степень окисления не совпадает с валентностью.

    Пределы окисления и восстановления элемента выражаются максимальным и минимальным значениями степеней окисления . В этих крайних состояниях, определяемых положением в таблице Менделеева, элемент имеет возможность проявить только одну функцию – окислителя или восстановителя. Соответственно и вещества, содержащие элементы в этих степенях окисления, являются только окислителями (HNO3, h3SO4, HClO4, KMnO4, K2Cr2O7 и др.) или только восстановителями (Nh4, h3S, галогеноводороды, Na2S2O3 и др.). Вещества, содержащие элементы в промежуточных степенях окисления, могут быть как окислителями, так и восстановителями (HClO, h3O2, h3SO3 и др.).

    Первоначально окислением называли только реакции веществ с кислородом, восстановлением - отнятие кислорода. С введением в химию электронных представлений понятие окислительно-восстановительных реакций было распространено на реакции, в которых кислород не участвует.

    В неорганической химии окислительно-восстановительные реакции формально могут рассматриваться как перемещение электронов от атома одного реагента (восстановителя) к атому другого (окислителя), напр.:

    При этом окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется. При протекании реакций в гальваническом элементе переход электронов осуществляется по проводнику, соединяющему электроды элемента, и изменение энергии Гиббса DG в данной реакции могут быть превращено в полезную работу. В отличие от реакций ионного обмена окислительно-восстановительные реакции в водных растворах протекают, как правило, не мгновенно.

    При окислительно-восстановительных реакциях атомы в высшей степени окисления являются только окислителями, в низшей - только восстановителями; атомы в промежуточной степени окисления в зависимости от типа реакции и условий ее протекания могут быть окислителями или восстановителями. Многие окислительно-восстановительные реакции - каталитические.

    По формальным признакам окислительно-восстановительные реакции разделяют на межмолекулярные (напр., 2SO2 + O2 SO3) и внутримолекулярные, напр.:

    Окислительно-восстановительные реакции часто сопровождаются высоким энерговыделением, поэтому их используют для получения теплоты или электрической энергии. Наиб. энергичные окислительно-восстановительные реакции протекают при взаимодействии восстановителей с окислителями в отсутствие растворителя; в растворах такие реакции могут быть невозможны вследствие окислительно-восстановительного взаимодействия одного или обоих реагентов с растворителем. Так, в водном растворе нельзя непосредственно провести реакцию 2Na + F2 2NaF, поскольку натрий и фтор бурно взаимодействовать с водой. На окислительно-восстановительные свойства ионов сильно влияет комплексообразование, напр.: комплекс [Co2+(CN)6]4-, в отличие от гидратир. иона Со2+, является сильным восстановителем.

    В случае окислительно-восстановительных реакций в органической  химии использование обобщенной концепции окисления-восстановления и понятия о степени окисления часто малопродуктивно, особенно при незначительной полярности связей между атомами, участвующими в реакции. В орг. химии окисление рассматривают обычно как процесс, при котором в результате перехода электронов от органического соединения к окислителю возрастает число (или кратность) кислородсодержащих связей (С — О, N — О, S — О и т.п.) либо уменьшается число водородсодержащих связей (С — Н, N —Н, S —Н и т.п.), напр.: RCHO RCOOH; R2CHCHR2 R2C=CR2. При восстановлении органического соединения в результате приобретения электронов происходят обратные процессы, напр.: R2CO R2Ch3; RSO2C1 RSO2H.

    Механизмы окислительно-восстановительных реакций весьма разнообразны; реакции могут протекать как по гетеролитическому, так и по гомолитическому механизму. Во многих случаях начальная стадия реакции - процесс одноэлектронного переноса. Окисление обычно протекает по положениям с наиболее  электронной плотностью, восстановление - по положениям, где электронная плотность минимальна.

    В органической химии используют широкий ряд восстановителей и окислителей, что позволяет выбрать реагент, обладающий селективностью (т.е. способностью действовать избирательно на определенные функции группы), а также получать продукты в требуемой степени окисления. Напр., борогид-рид Na восстанавливает кетоны или альдегиды до спиртов, не реагируя с амидами и сложными эфирами; LiAlh5 восстанавливает все эти соединения до спиртов. Среди окислителей высокой селективностью обладают, напр., комплекс СгО3 с пиридином, с высоким выходом окисляющий спирты в кетоны, не затрагивая кратные связи С — С, а также SeO2, окисляющий кетоны и альдегиды до a-дикарбонильных соединений.

    Каталитические  окислительно-восстановительные реакции играют важную роль в промышленности, напр.:

    Окислительно-восстановительные реакции широко распространены в природе и используются в технике. В основе жизни лежат окислительно-восстановительные реакции, происходящие при фотосинтезе, дыхании, транспорте электронов; они же обеспечивают осную часть энергопотребления человечества за счет сжигания органического топлива. Получение металлов, извлечение энергии взрыва основано на окислительно-восстановительных реакциях.

    Есть краткий расчёт степени окисления.

    sites.google.com


    Смотрите также