Кислотно-основные и окислительно восстановительные свойства веществ. Реакционная способность веществ.

Многие вещества обладают особыми свойствами, которые в химии принято называть окислительными или восстановительными. Окислительно-восстановительные свойства вещества связаны с процессом отдачи и приема электронов атомами, ионами или молекулами. Окислитель — это вещество, которое в ходе реакции принимает электроны, т. е. восстанавливается; восстановитель — отдает электроны, т. е. окисляется. Рассмотрим такой пример; магний реагирует с кислородом, образуя оксид магния:

2Mg + O2 = 2MgO В результате этой реакции металл магний (в целом электронейтральное вещество) переходит в частицы (ионы) с зарядом (степенью окисления) +2. Для всех металлов в соединениях характерна положительная степень окисления.

Кислород из электронейтрального вещества превращается в частицы с зарядом -2. Эти процессы можно записать в виде так называемых электронных уравнений:

Mg – 2e- = Mg2+ О + 2e -= O2-

Отсюда видно, что магний отдает электроны, следовательно, он является восстановителем, который окисляется, а кислород, принимающий электроны (т. е. восстанавливающийся), — окислителем.

Процессы окисления и восстановления сопутствуют друг другу, один без другого не может происходить. Поэтому процесс передачи электронов от одних веществ к другим, обычно называют окислительно-восстановительными реакциями.

Одни химические вещества проявляют свойства окислителей, другие — восстановителей.

Важнейшими восстановителями являются: многие металлы (магний, алюминий, цинк, железо и др.);

аммиак NH3 и соли аммония (например, NH4Cl); — сероводород H2S и сульфиды (например, Na2S);

йодоводородная кислота HI, бромоводородная кислота HBr, соляная кислота HCl и их соли (например, KI, NaBr, CaCl2); тиосульфат (гипосульфит) натрия Na2S2O3; сульфит натрия Na2SO3; — пероксид водорода H2O2.

многие органические вещества: спирты, альдегиды, карбоновые кислоты, углеводороды и др.

Важнейшими окислителями являются: азотная кислота HNO3 и нитраты (например, NaNO3); концентрированная серная кислота H2SO4; галогены: хлор Cl2, бром Br2, йод I2;

кислород O2; перманганат калия KМnO4; пероксид водорода H2O2.

Некоторые вещества, например, пероксид водорода H2O2, в зависимости от условий, могут проявлять свойства как окислителей, так и восстановителей.

Силу окислителей и восстановителей можно сравнить, используя значения электродных (или окислительно-восстановительных) потенциалов.

Множество реакций органической химии может быть рассмотрено с позиций кислотно-основных взаимодействий. Такие вопросы, как трактовка механизмов реакций, кислотный и основной катализ, влияние различных факторов на ход процесса, в основном базируются на учете кислотно-основных взаимодействий.

амфотерность — способности некоторых соединений проявлять как кислотные, так и основные свойства в зависимости от условий и природы реагентов, участвующих в кислотно-основном взаимодействии. И, как оказалось позже, таких соединений (проявляющих амфотерность) подавляющее большинство. В зависимости от природы партнера по взаимодействию явная кислота может выступать в роли основания, и наоборот.

По Бренстеду-Лоури, кислоты представляют собой вещества, способные отдавать протон, а основания — вещества, присоединяющие протон. Такой подход известен как бренстедовская кислотность и основность органических соединений или протонная теория кислот и оснований (протолитическая теория): кислота протон + основание.

Реакционная способность веществ = способности в-в вступать в хим. р-ции. Она зависит от многих факторов;-от состава вещества; от типа химических связей в веществе; от агрегатного состояния вещества; - от измельчения вещества, в том числе от того переведено вещество в растворённое состояние или нет; - от температуры и других факторов. Кроме того, несомненно, реакционная способность веществ зависит от строения атомов тех элементов, которые входят в состав этого вещества.