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为什么氧化剂常常要强调在酸性溶液中运用?

为什么氧化剂常常要强调在酸性溶液中运用?

来源:振荡器系列    发布时间:2024-09-23 09:50:10
溶液的酸碱性对许多化学反响有很大的影响,在中学化学教育中常常会遇到这方面的比如: 在氧
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  溶液的酸碱性对许多化学反响有很大的影响,在中学化学教育中常常会遇到这方面的比如:

  在氧化复原反响系统中,溶液酸碱性的影响是多方面的,总结起来,主要有以下几个方面。

  氧化复原反响进行的程度与反响中的氧化剂和复原剂的强弱有关。氧化剂的氧化性越强,复原剂的复原性越强,氧化复原反响进行得越彻底。一个氧化复原反响,如Cl 2 +2Br - = 2Cl - +Br 2 是由两个“半反响”(又称为电极反响)组成的。

  其反响倾向及彻底程度可由两个半反响电极电势的差值(电动势)判别。电极电势是氧化剂和复原剂强弱的重要定量标度,电动势是氧化复原反响进行程度的重要衡量。

  严宣申教授曾假定,凡到达平衡时生成物浓度别离是反响物浓度的100倍的反响认为是彻底反响,凡到达平衡时反响物浓度别离是生成物浓度的100倍的反响认为是难以进行的反响。依据这一假定,氧化复原反响可分为如表2-10所示的3种类型。

  通常情况下,人们依据判别氧化复原反响的倾向和彻底程度。如试验室制取Cl 2 可别离用盐酸和MnO 2 、K 2 Cr 2 O 7 、KMnO 4 等反响,但据:

  若使反响自发进行,有必要E≥0,核算发现E≥0要求c( H + )≥5.3mol • L -1 , 故浓盐酸(12mol • L -1 可与MnO 2 反响制备氯气,试验室经过上述反响制备氯气时,加热的意图是为了增大反响速率。

  上述试验现实阐明,在有H + 或OH - 参与的氧化复原反响中,溶液酸碱性的改动会使氧化剂的氧化性或复原剂的复原性发生改动,从而影响氧化复原反响进行的程度,乃至改动反响的方向。

  如反响3I 2 +6OH - =IO 3 - +5I - + 3H 2 O,在碱性溶液中反响正向进行,而在酸性溶液中反响逆向进行。

  关于KMnO 4 作氧化剂的反响,溶液的酸度对其氧化性的强弱有很大的影 响。

  核算结果阐明,假如H + 或OH - 在电对的半反响中呈现,其浓度的改动会 导致该电对的电极电势发生改动,也就是说会改动氧化剂或复原剂的强弱。中学化学试验中通常用酸性KMnO 4 溶液作氧化剂,就为了增强KMnO 4 的氧化性。

  有这样一个化学试验能够很好地阐明溶液酸碱性对氧化复原反响产品的影响:在三个烧杯平别离参加等体积的稀硫酸、蒸馏水和浓氢氧化钠溶液,再各参加等体积的KMnO 4 溶液,然后别离滴加亚硫酸钠溶液,一起不断地进行拌和。咱们我们能够看到:

  (1)在盛有稀硫酸的烧杯中,KMnO 4 的紫红色消失了,得到无色通明的液体;

  (2)在盛有蒸馏水的烧杯中,KMnO 4 的紫红色消失了, 得到棕色的沉积;

  (3)在盛有浓氢氧化钠溶液的烧杯中,KMnO 4 的紫红色消失了,得到绿色的溶液。

  同样是高锰酸钾和亚硫酸钠的反响,在酸性、中性、碱性介质中发生的现象不同,这阐明得到的产品不同。为何会这样呢?由于溶液的酸度能改动氧化复原反响的产品。

  在中性介质中,高锰酸根被亚硫酸根复原成MnO 2 ,所以其紫红色褪去,得到棕色的MnO 2 沉积。反响的离子方程式为: 2MnO 4 - +3SO 3 2- +H 2 O= 2MnO 2 + 3SO 4 2- + 2OH -

  在强碱性介质中,高锰酸钾被亚硫酸根复原成MnO 4 2- ,所以其紫红色褪去,得到绿色的MnO 4 2- ,因而溶液呈绿色。反响的离子方程式为:

  在中学化学课程中,在不同酸碱性的溶液中氧化复原反响得到不同产品的实例仍是不少的。例如,Cl 2 与碱溶液反响时,稀碱中生成ClO - ,浓碱中生成ClO 3 - ;Fe 3+ 与S 2- 在溶液中反响时,在酸性介质中生成Fe 2+ 和S,在碱性介质中得到Fe 2 S 3 、Fe(OH) 3 、FeS、S等,反响很杂乱。