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  • 發布時間:2022-05-19 11:08 原文鏈接: 氧化還原反應的應用與意義

    氧化還原性的強弱判定

    物質的氧化性是指物質得電子的能力,還原性是指物質失電子的能力。物質氧化性、還原性的強弱取決于物質得失電子的能力(與得失電子的數量無關)。

    從方程式與元素性質的角度,氧化性與還原性的有無與強弱可用以下幾點判定   :

    (1)從元素所處的價態考慮,可初步分析物質所具備的性質(無法分析其強弱)。最高價態——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低價態,只有還原性,如Fe [14]  、Cl-、S2-等;中間價態——既有氧化性又有還原性,如Fe2+ [5]  、S、SO2等。

    (2)根據氧化還原的方向判斷:

    氧化性:氧化劑>氧化產物;還原性:還原劑>還原產物。

    (3)根據反應條件判斷:

    當不同的氧化劑與同一種還原劑反應時,如氧化產物中元素的價態相同,可根據反應條件的高、低進行判斷,如是否需要加熱,是否需要酸性條件,濃度大小等等。

    需要注意的是,物質的氧化還原性通常與外界環境,其他物質的存在,自身濃度等緊密相關,通過以上比較僅能粗略看出氧化還原性大小。如欲準確定量地比較氧化還原性的大小,需要使用電極電勢。

    現實意義

    在生物學中,植物的光合作用、呼吸作用是典型的氧化還原反應。人和動物的呼吸,把葡萄糖氧化為二氧化碳和水。通過呼吸把貯藏在食物的分子內的能,轉變為存在于三磷酸腺苷(ATP)的高能磷酸鍵的化學能,這種化學能再供給人和動物進行機械運動、維持體溫、合成代謝、細胞的主動運輸等所需要的能量。

    在工業生產中所需要的各種各樣的金屬,很多都是通過氧化還原反應從礦石中提煉而得到的。如生產活潑的有色金屬要用電解或置換的方法;生產黑色金屬和一些有色金屬都是用在高溫條件下還原的方法;生產貴金屬常用濕法還原,等等。許多重要化工產品的合成,如氨的合成、鹽酸的合成、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等等,也都有氧化還原反應的參與。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環氧樹脂的合成等等也都是氧化還原反應。

    在農業生產中,施入土壤的肥料的變化,如銨態氮轉化為硝態氮等,雖然需要有細菌起作用,但就其實質來說,也是氧化還原反應。土壤里鐵或錳的氧化數的變化直接影響著作物的營養,曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應的進行。

    在能源方面,煤炭、石油、天然氣等燃料的燃燒供給著人們生活和生產所必需的大量的能量。我們通常應用的干電池、蓄電池以及在空間技術上應用的高能電池都發生著氧化還原反應,否則就不可能把化學能變成電能,把電能變成化學能。

    由此可見,在許多領域里都涉及到氧化還原反應,認識氧化還原反應的實質與規律,對人類的生產和生活都是有意義的。


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