介质酸度对氧化还原反应的影响

2025-03-24 08:19:49
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回答1:

我不知道你能不能看懂,先说下吧。
直接来说是因为H+浓度高导致氧化剂中可形成氢键的原子O、N、F,上的电子云发生扩散,于是为了补偿电子云密度的降低中心原子(与上述原子所连的原子)上的电子云密度会进一步减小(这种现象成为诱导效应),且由于这些物质所在的集团带负电所以会吸引来更多的H+。
如果是Cl、Br、I等原子,则也会由于外界正点场的增大发生诱导效应使内部电子云向外扩散,而使这些阴离子中心原子氧化性增强而使得整体氧化性增强,但由于这些原子不能形成氢键,电子云密度的削减会不及O、N、F,所以含O、N、F的原子的化合物往往在酸碱变化一样的情况下氧化性会比含Cl、Br、I等原子作为配原子的阴离子变化的更大。

当然氧化性的增强还与中心原子与配原子的成键有很大关系,像重铬酸根,高锰酸可以与氧形成d-pπ键等类似作用的化学键来增强电子云的扩散能力,使得中心原子的电子云在pH值减小是能够很好的被削减,H2SO4的氧化性在浓硫酸或者说纯硫酸极具加强也是一个体现(事实上纯硫酸中存在大量的"H+"它们是硫酸合氢离子(H3SO4)+,根据共轭酸碱理论由于水中最强的酸是H+(H3O+),所以不能存在更强的酸,也就是拉平效应,(H3SO4)+的酸性比H3O+的酸性高好几个数量级)。

以上理论是大学内容了,简单来说,你写出这些氧化还原反应,都是有H+离子参与的,氢离子的增多有助于反应向右(当然不是就这么简单了,具体的体现在能斯特方程)。你如果想深入的了解氧化还原,可以去试着看一下大学里的电化学,对这方面讲得比较透彻。要知道,氧化还原的本质是电子的得失,而这个和电势有密切的关系,能否发生氧化或者还原,关键取决于两者的电势差(依靠能斯特方程),而一切影响氧化还原的因素,都是通过对电势的作用来达到目的的。

最后,你们老师讲的没错,不少氧化剂碱性条件也可以反应的。

回答2:

这个还真根据能斯特方程算出来的,反应能够进行是由于体系能量降低,即由热力学控制,根本的出发点是吉布斯自由能降低,对于电极反应(氧化还原反应)实质是电子的得失与转移,从热力学出发,经过n多推导,就推导出了能斯特方程。这些只是都是物理化学中的,推导过程涉及高等数学的知识,高三如果学习有相当的难度。
真正的化学方程式都是用数据说话的,能斯特方程其实是一个判断条件——判断这样反应是不是向着能量更低的方向进行,E>0反应正向进行后能量更低,所以反应可以自发进行,反之不能。
计算能斯特方程,需要代入反应式两端离子浓度的x次方再取对数(具体公式你自己查),所以如果反应式中存在H离子或者OH离子,他们的离子浓度也会被代入式子中进行计算的,所以他们的浓度(其实就是溶剂的PH值,溶剂中的PH值其实是氢离子浓度的负对数)肯定对能斯特方程的结果产生影响。
如果氯酸根碱性中也能氧化,那可能把OH的浓度算进去,能斯特方程结果的E值仍然大于0,所以反应能进行。

高中化学肯定不会涉及这种需要计算能斯特方程才能判断的反应式,就算大学学物理化学,题目中也会给出n多的参数才能计算的,把精力用在别的地方好好复习吧。

PS:ls说的电势估计lz会看不懂的,lz就理解成能量最低原则吧,存在电势差,相当于有一个外电压,使得电子发生得失与转移,使得体系能量降低,体系更加稳定,反应能正向进行。在物理化学里,吉布斯自由能的改变--电势差--能斯特方程其实说的都是一个事,数学上都是来回推导出来的。

回答3:

你是高三这东西听不懂很正常,能斯特方程大学才学,相同的氧化态和还原态在不同环境下的电极电势是不一样的,导致其氧化能力的不同。
高三学这个太早了,你就知道下有这么回事吧