Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

5.2 Κυριότερα οξειδωτικά - αναγωγικά. Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Παρατηρούμε στην αντίδραση C + O2 [pic] CO2 ότι το Ο2, το οποίο ανάγεται, προκαλεί οξείδωση στον C και ο C, ο οποίος οξειδώνεται, προκαλεί αναγωγή στο Ο2. Στο παράδειγμα αυτό το οξυγόνο χαρακτηρίζεται ως οξειδωτική ουσία, ενώ ο άνθρακας ως αναγωγική ουσία. Για να γίνει όμως οξείδωση δεν είναι οπωσδήποτε απαραίτητο το οξυγόνο, αλλά οποιοδήποτε στοιχείο ή ένωση ή ιόν, που έχει άτομο διατεθειμένο να κατέβει την κλίμακα τιμών αριθμού οξείδωσής του (βλέπε σχήμα στην επόμενη σελίδα). Γενικεύοντας μπορούμε να ορίσουμε: - Οξειδωτικές ουσίες ή απλά οξειδωτικά ονομάζονται οι ουσίες (στοιχεία, χημικές ενώσεις ή ιόντα) που προκαλούν οξείδωση. Τα οξειδωτικά περιέχουν άτομα που μπορούν να αναχθούν, που μπορούν δηλαδή να ελαττώσουν τον αριθμό οξείδωσης τους. Π.χ. το πυκνό διάλυμα ΗΝΟ3 χαρακτηρίζεται ως οξειδωτικό, καθώς κατά την μετατροπή του σε ΝΟ2, το άζωτο κατεβαίνει από +5 σε +4 την κλίμακα αριθμών οξείδωσης του. Αυτή την αντίδραση μπορούμε να τη συμβολίσουμε είτε με ημιαντίδραση ιόντων - ηλεκτρονίων: HNO3 + e- + H+ [pic] NO2 + H2O ή απλά: [pic] στην οποία φαίνεται η μεταβολή του αριθμού οξείδωσης του αζώτου. Με ανάλογο τρόπο μπορούμε να ορίσουμε τα αναγωγικά: - Αναγωγικές ουσίες ή απλά αναγωγικά ονομάζονται οι ουσίες (στοιχεία, χημικές ενώσεις ή ιόντα) που προκαλούν αναγωγή.

Η οξειδωτική ουσία: - προκαλεί οξείδωση - ανάγεται - προσλαμβάνει ηλεκτρόνια - κατεβαίνει τη σκάλα οξειδοαναγωγής (ο Α.Ο. μειώνεται) Η αναγωγική ουσία: - προκαλεί αναγωγή - οξειδώνεται - αποβάλει ηλεκτρόνια - ανεβαίνει τη σκάλα οξειδοαναγωγής (ο Α.Ο. αυξάνεται)

Τα αναγωγικά περιέχουν άτομα που μπορούν να οξειδωθούν, που μπορούν δηλαδή να αυξήσουν τον αριθμό οξείδωσης τους. Π.χ. το H2S χαρακτηρίζεται ως αναγωγικό, καθώς κατά την μετατροπή σε S, το θείο ανεβαίνει την κλίμακα αριθμών οξείδωσης του από -2 σε 0. Αυτή την αντίδραση μπορούμε να την περιγράψουμε με μια ημιαντίδραση ιόντων - ηλεκτρονίων: H2S [pic] S + 2e- + 2H+ ή απλά: H2S2- [pic] S0 + … στην οποία φαίνεται η μεταβολή του αριθμού οξείδωσης του θείου. Στους πίνακες που ακολουθούν αναφέρονται οι πιο συνηθισμένες οξειδωτικές και αναγωγικές ουσίες.

ΠΙΝΑΚΑΣ 5.3: Κυριότερες οξειδωτικές και αναγωγικές ουσίες ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ Στοιχεία Οξειδωτικά στοιχεία είναι τα αμέταλλα τα οποία έχουν την ακόλουθη σειρά οξειδωτικής ισχύος: F2, Ο3, Cl2, Br2, Ο2, I2, S Δηλαδή το Cl2 είναι πιο οξειδωτικό από το Br2. Έτσι έχουμε: Cl2 + 2 NaBr [pic] 2 NaCl + Br2 Συνοπτικά ισχύει: Χ2 [pic] 2Χ- +… (Χ: F, Cl, Br, I) Ο2 [pic] Ο 2- +…. Ο3 [pic] Ο2 + Ο 2- +… Οξείδια MnO2 + H+ [pic] Mn2+ +… (ομοίως το PbO2) CuO [pic] Cu 0 + … (ομοίως το Ag2O) H2O2 [pic] Η2O2- + … SO2 [pic] S0 + … Οξέα H2SO4 (πυκνό) [pic] SO2 +… HNO3 (αραιό) [pic] NO +… HNO3 (πυκνό) [pic] NO2 + Άλατα KMnO4 + H+ [pic] Mn2+ + … K2Cr2O7 + H+ [pic] 2Cr3+ … Άλατα που περιέχουν μέταλλο με τον ανώτερο Α.Ο. αυτού π.χ. Fe3+ [pic] Fe2+ + … και Sn4+ [pic] Sn2+ … οξυγονούχα άλατα αλογόνων [pic] αλογονούχα άλατα π.χ. KClO3 [pic] KCl + … CaOCl2(χλωράσβεστος) [pic] CaCl2 + … ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΑΝΑΓΩΓΙΚΑ Στοιχεία Μέταλλα Η σειρά αναγωγικής ισχύος των μετάλλων σε σχέση με το υδρογόνο είναι: K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Δηλαδή το Κ είναι πιο αναγωγικό από το Na. Έτσι, K + NaCl [pic] KCl + Na Γενικά ισχύει: Μ [pic] Μx+ +… Ορισμένα αμέταλλα (π.χ. C, S, P, H2) C [pic] CO2 +…, Η2 [pic] Η2O +… S [pic] H2SO4 +…., P [pic] H3PO4 +…. Οξείδια SO2 [pic] H2SO4 + …, CO [pic] CO2+… H2O2 [pic] O2 + … Οξέα 2 HX [pic] X2 + … (X = Cl, Br, I) H2S [pic] S0 + … Η2 SO3 [pic] Η2SO4 + … (Γενικά, -ώδη οξέα [pic] -ικά οξέα) Άλατα Na2 SO3 [pic] Na2SO4 + … (Γενικά, -ώδη άλατα [pic] -ικά άλατα) 2NaX [pic] X2 + … (X = Cl,Br,I) Na2S [pic] S + … Fe2+ [pic] Fe3+ + … (ομοίως Sn2+ [pic] Sn4+) Αμμωνία 2NH3 [pic] N2+ …