химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

ет лишь к весьма незначительной склонности к ассоциации. Упоминаемая в литературе молекула 04, которая могла бы образоваться в результате спаривания электронов двух молекул Ог, в действительности не существует даже при очень низких температурах.

Для молекулярного кислорода характерны реакции окисления— восстановления. Почти все реакции окисления кислородом протекают с выделением энергии. Однако при комнатной температуре молекулярный кислород довольно инертен. Например, он менее сильный окислитель, чем иодат, бром, азотная кислота или ионы [Fe(H20)6]3+.

При подведении к системе энергии из молекулярного кислорода получается атомарный, окислительный потенциал которого выше, чем озона или дифторида кислорода, и ненамного меньше, чем потенциал молекулярного фтора.

При использовании катализаторов окисление молекулярным кислородом происходит при комнатной температуре и нормальном давлении. В апротонных растворителях окисление идет по «одноэлектронному» механизму. На промежуточной стадии образуется надпероксид-ион:

02 + е- —? Of

Напротив, в водных растворах окисление осуществляется по «двухэлектронному» механизму через образование Н02--ио-ва:

02 + 2е" + Н„0 ? НОГ + ОН478

Неорганическая химия

Кислород

479

Некоторые ионы и комплексы переходных металлов (Си, Ь> Mn, V и Со) часто выступают в качестве «обратимых» перенос.' чиков молекулярного кислорода, т. е. служат катализаторами окисления. При этом молекулярный кислород и ионы металла соединяются в комплексы, строение которых пока точно не вы-яснено. Наиболее вероятно образование комплексов следующего типа:

? Co-NHj

NNH,

а также образование двухъядерных комплексов, как это, по-в( димому, имеет место при использовании соединений кобальт, как катализаторов

г/

NH JJH,

NH,-Co •

Каталитические свойства ионов металлов в реакциях моля, кулярного кислорода играют особо важную роль в биологиче-' ских системах. Именно каталитический эффект позволяет объяснить окисление ионов Сгг+ и Fe2+ в воде, насыщенной кислородом (в воде, свободной от кислорода, они устойчивы).

Реакционная способность молекул 03 и 02 очень сильно различается. Озон окисляет многие соединения при таких условиях, когда кислород еще не реагирует. В кислых растворах окислительные свойства озона усиливаются. По окислительному действию его превосходят лишь фтор, атомарный кислород, ОН-радикалы и перксенат-ионы. Приведем окислительно-восстановительные потенциалы пары 03/02 для некоторых полуре-акций в водных растворах:

03+2Н+ + 2е- >- 02+Н20 ?" = +2,07В

03 + Н20 + 2 е- ? Ог + 2 ОН" ?° = +1,24 В

03 + 2Н+ + 2е- *02 + НгО ?° = +1,65В

(с=10—' моль/л)

Озон способен медленно окислять воду до кислорода:

30,

203+4НяО+ + 4е- у 202 + 6Н20

6Н20 — 4е" у 02-f-4H30+

2 0,

Вода может быстро окисляться до озона лишь под действием фтора и ионов Ag2+.

36.2.2.}Оксид-ион

Как показывают рентгеноструктурные исследования, в ионных соединениях могут присутствовать различные ионы кисло-пода. Отрицательные ионы кислорода, такие, как оксид-ион 52', пероксид-ион 022_ и надпероксид-ион Оал в водных растворах существовать не могут. Реагируя с водой, они дают основания (разд. 33.4.1.5):

02-+Нг0 ? 2 0H-(aq) К > 10м

ога-+н„о —>- ноа- + он2 02- + Н20 <- 02 + Н02" + ОН"

Реакцию протолиза этих ионов в воде можно считать одной из наиболее для них характерных.

Благодаря сильно выраженному свойству оксид-иона быть донором электронов, с акцепторами он может давать оксоние-вые ионы.

Менее характерны для оксид-иона окислительно-восстановительные реакции. В связи с тем что большинство реакций протекает в водных растворах, особенно важно знать условия, при которых вода окисляется до 02, либо восстанавливается до Н2:

2Н20 + 2<г >- Н2+2 ОН6 Н20 ? 4е- + 02 + 4 Н30+

Для этих процессов можно написать уравнение Нернста (разд. 33.5.1), причем давление выделяющихся газов принимается равным одной атмосфере. Тогда потенциалы ?на/н+и ?о'-/а2 (в вольтах) равны

?н>Д]+=-0,82+0,059-- = —0,82+0,059 рОН=-0,059 рН

?0-/о2= 1,23+0,059 lg%,3o* = 1,23 - 0,059рН Можно рассчитать потенциалы для различных значений рН:

1,23 0,81 0,40

о 7 14

рН в

о

—0,41 —0,83

Все окислительно-восстановительные пары, потенциал которых ? должны восстанавливать воду до водорода; если же потенциалы Ј>Јo2-/o2, вода будет окисляться до молекулярного кислорода. Однако многие восстановители или окислители, удовлетворяющие одному из этих условий, все же устойчивы в воде вследствие возникающих кинетических затруднений.

480

Неорганическая химия

Кислород

481

35.2.2.2. Гидроксид-ион

Гидроксид-ион образуется при протолизе оксид-ионов. В виде самостоятельной частицы он существует лишь в гидроокса-дах наиболее электроположительных элементов. Как и оксид, ион гидроксид-ион — очень жесткое основание. При растворении гидроксидов в воде происходит не протолиз, а гидратация гидроксид-иона с образованием Н70.г-иона. В присутствии гидроксид-иона водный раствор дает основную реакцию. Основн

страница 181
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт холодильников в подольском районе
купить запчасти на компьютер
урна на ножках ун-07
Кресло шезлонг

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.09.2017)