Az oxidációs-redukciós reakciók irányának meghatározása és szerepük a kémiai folyamatokban

2. RÉSZ
TÉMA 6. Az anyagok oxidációs-redukciós funkciói és az O.V.R. iránya.
Az oxidációs-redukciós reakciók iránya

Az O.V.R. irányáról a Gibbs-energia változásából (∆G) lehet következtetni. Ha ∆G < 0, a reakció lehetséges, ha ∆G > 0, akkor nem lehetséges. A termodinamikából ismert, hogy ∆G = -n·F·E; E = φox - φred vagy φox > φred, ami akkor lehetséges, ha E > 0 és ∆G < 0.
Vizsgáljunk meg egy reakciót:
Ez két félreakcióból áll:
Mivel φox > φred, az önálló reakció balról jobbra lehetséges.
2FeCl3 + 2KJ → 2FeCl2 + J2 + 2KCl
A megadott körülmények között az O.V.R.-ek közül az a reakció indul el először, amelyiknek a legnagyobb az oxidációs-redukciós potenciálkülönbsége.
Az O.V.R. a gyengébb oxidálószerek és redukálószerek kialakulásának irányába haladnak, erősebbekből.

Az oxidációs-redukciós folyamatok szerepe.

Elektrokémiai folyamatok
Az elektrokémiai folyamatok olyan oxidációs-redukciós reakciók, amelyek elektromos áram keletkezésével vagy elektromos áram hatására következnek be.
Az elektrokémiai folyamatokban az oxidációs és redukciós félreakciók térben elkülönülnek, és az elektronok nem közvetlenül, hanem külső áramkörön keresztül haladnak az oxidálóról a redukálóra, elektromos áramot generálva. Az ilyen típusú O.V.R.-ekben a kémiai és elektromos energia kölcsönös átalakulása figyelhető meg.
Két típusú elektrokémiai folyamatot különböztetünk meg:

• az elektromos energia kémiai energiává történő átalakulása (elektrolízis);

• a kémiai energia elektromos energiává történő átalakulása (galvánelemek).

O.V.R. szerves reakciókban
Alkénok. Az alkének lágy oxidációjával glicerinekké (kétértékű alkoholok) alakulnak. Az oxidálószerek az ilyen reakciókban azokat a szénatomokat képviselik, amelyek a kettős kötésben vannak.
A kálium-permanganát oldatával való reakció semleges vagy gyengén lúgos közegben a következőképpen zajlik:
C2H4 + 2KMnO4 + 2H2O → CH2OH–CH2OH + 2MnO2 + 2KOH (lehűlés)
Keményebb körülmények között az oxidáció szétválasztja a szénláncot a kettős kötésnél, és két savat (erősen lúgos közegben két sót) vagy egy savat és szén-dioxidot (erősen lúgos közegben sót és karbonátot) képez:

1. 5CH3CH=CHCH2CH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5CH3COOH + 5C2H5COOH + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 17H2O (melegítés)

2. 5CH3CH=CH2 + 10KMnO4 + 15H2SO4 → 5CH3COOH + 5CO2 + 10MnSO4 + 5K2SO4 + 20H2O (melegítés)

3. CH3CH=CHCH2CH3 + 6KMnO4 + 10KOH → CH3COOK + C2H5COOK + 6H2O + 6K2MnO4 (melegítés)

4. CH3CH=CH2 + 10KMnO4 + 13KOH → CH3COOK + K2CO3 + 8H2O + 10K2MnO4 (melegítés)
   A kálium-dikromát kénsavban történő alkalmazása az alkének oxidációját ugyanúgy végzi, mint az 1. és 2. reakciók.

... [Прочее содержание продолжается аналогично]