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氧化还原(原理,元素的氧化数,氧化还原反应)
来源:医学全在线 更新:2007/8/31 字体:
( 关键词:氧化还原,元素的氧化数,氧化还原反应,氧化,还原,氧化剂,还原剂 )

一、氧化还原的概念

  (一)元素的氧化数

  元素的氧化素是指分子中各原子所表现出来的形式电荷数。确定元素氧化数的原则是:

  1.在单质的氧化数为零。

  2.在简单离子中,元素的氧化数等于该离子所带的电荷数。例如,Na+中Na的氧化数为+1,S2-中S的氧化数为-2。

  3.氧在化合物中的氧化数为-2(过氧化物如H2O2中,氧的氧化数为-1,氢在化合物中的氧化数为+1,(金属氢化物如CaH2中,氢的氧化数为-1)。

  4.分子中各元素氧化数的代数和等于零。

  在离子化合物中元素的氧化数和它的化合价是一致的;在共价化合物中元素的氧化数与它的共价有所不同。氧化数有正、负之分,而共价则无正、负。元素的化合价只能是整数,而元素的氧化数可是整数彵可是分数。

  例1:求Na2S4O6中S的氧化数。

  解:设Na2S4O6中S的氧化数为x:

  2×1+4x+6×(-2)=0

  4x=10

  x=+(5/2)

  即Na2S4O6中S的氧化数为+(5/2)。

  (二)氧化还原的概念

  在化学发展的初期,氧化是指物质与氧化合的过程,还原是指物质失去氧的过程。例如,汞与氧化合生成的氧化汞时,汞被氧化生成氧化汞。医.学全.在.线www.med126.com

  2Hg+O2­→2HgO

  相反地,当氧化汞加热分解成汞和氧时,氧化汞失去氧被还原成汞。

  2HgO→2Hg+O2­

  以后氧化还原的概念扩大了,认为物质失去氢的过程也是氧化,与氢结合的过程则是还原。这种去氢氧化(即脱氢氧化),加氢还原的概念,在有机化学和生物化学中应用较为广泛。例如,乙醇脱氢被氧化成乙醛。

丙酮加氢被还原成异丙醇。

  然而,这些概念不能应用到没有氢和氧参加的氧化还原反应上,也没有指出氧化还原反应的实质。

  现在认为,氧化还原反应的特征是在反应前后某些元素的氧化数有了改变,其实质是物质之间有电子的得失。因此,有些反应虽然没有氧或氢参加,但由于有氧化数的改变,即有电子的得失,所以也是氧化还原反应。例如,与铜离子的反应。

Zn+Cu2+→Zn2+Cu

  反应中,每个锌原子失去两个电子,变为锌离子,氧化数由零升高到+2,锌被氧化是还原剂;每个铜离子接受两个电子,变为铜,氧化数由+2降低到零,铜离子被还原是氧化剂。

Zn-2e-→Zn2+    (氧化反应)

Cu2++2e-→Cu   (氧化反应)

  我们把物质失去电子(元素的氧化数升高)的过程称为氧化;物质得到电子(元素的氧化数降低)的过程称为还原。在任何化学反应中,若有得到电子的物质,必然有失去电子的物质,且得失电子总数相等,因而氧化与还原必定同时发生。

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