无机物氧化反应,有机物氧化反应,氧化反应与电化学关系
在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
这种反应可以理解成由两个半反应构成,即氧化反应和还原反应。
此类反应都遵守电荷守恒。
在氧化还原反应里,氧化与还原必然以等量同时进行。
两者可以比喻为阴阳之间相互依靠、转化、消长且互相对立的关系。
无机物氧化反应
无机物的氧化还原反应表现为一种元素与其他元素化合比例发生了变化。
反应方程式中一旦既有单质又有化合物,那么它不一定是氧化还原反应,如,Fe与CO 络合生成Fe(CO)n(n=1,2,3,4,5)。
很多可与氧、氯、硫单质化合的物质在反应中都被氧化。
大多数气态非金属单质都是较好的氧化剂,而碱金属都是还原剂。
氢气、一氧化碳等还原性气体能把金属从它们的氧化物中提炼出来,这种还原反应在工业上有重要用途。
氧化反应最早是指金属或非金属与氧化合形成氧化物的反应,而还原反应最早是指金属从其化合物中被还原成单质的反应。
有可变价态的金属元素,其高价态离子一般有氧化性,低价态离子一般有还原性。
如重铬酸根(Cr(VI))、铁离子(Fe(III))等是氧化剂,2价锡离子、2价钒离子等是还原剂。
有机物氧化反应
有机物因此而导致的基团变化。
有机物的反应也需要氧化剂和还原剂,而且有机分子中的碳原子的氧化数一样会发生变化。
确切的说,发生氧化数变化的碳原子仅限于涉及变化了的基团的少数几个碳原子,但为了计算方便,计算时可以取平均价态。
双键和三键可以被氧化剂氧化而断开。
含氧基团的转变也属于氧化还原反应,涉及此类反应的基团包括醇羟基、醛基、酮羰基和羧基。
在适宜的条件下,它们可以互相转变。
另外,多数有α-氢的芳香环取代基能被高锰酸钾氧化为羧基。
这些反应一般用高锰酸钾、臭氧、重铬酸钾等强氧化性物质作氧化剂,一些有机金属化合物及其他有活泼键的强还原性物质作还原剂。
氧化反应与电化学的关系
每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池。
其中发生氧化反应的一极为原电池的负极,在金属做两极时,活泼性较强的金属常做负极;发生还原反应的一极为原电池的正极,在金属做两极时,活泼性较弱的金属常做正极。
两个电极之间有电势差(电化学上通常叫电极电势),因此反应可以进行,同时可以用来做功。
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