Процессы дыхания, брожения, обмена веществ, фотосинтеза, нервная деятельность презентация

Признаком протекания редокс- процесса служит изменение степеней окисления.

Основные понятия

восстановленная форма (восстановитель /Red, сопряженный окислитель) выступает в роли донора электронов и окисляется, отдавая электроны.

В любой ОВР участвуют, по крайней мере, две редокс-пары.

Редокс –система (или пара)

Редокс- пара- это система из окисленной и восстановленной форм данного вещества, в которой

Например:

В общем виде:

Например:

2/ Если осуществляется перенос как электронов, так и протонов (точнее ионов гидроксония Н3О+), то редокс-систему относят ко второму типу.

Например:

2. Межмолекулярные. Реакция межмолекулярного окисления, в которой атомы окислителя и восстановителя находятся в разных веществах.

Например:

Например:

4. Реакции контрдиспропорционирования. При реакциях кондрдиспропорцирования (реакции конмутация) атомы одного элемента в двух разных степенях окисления принимают одинаковую степень окисления в продуктах реакции

Например:

Например:

Электронно-ионный баланс (метод полуреакций)

При использовании этого метода:
Степени окисления элементов в составе реагирующих веществ не определяют.
В полуреакциях записывают ионы или молекулы сопряженных окисленной и восстановленной форм в том виде, в каком они существуют в растворе в условиях проведения реакции.
Слабые электролиты, газы и малорастворимые вещества записывают в молекулярном виде.
При уравнивании масс кислорода и водорода в правой и левой частях полуреакции можно использовать молекулы H2O, а также ионы Н+ и ОН-, образующиеся при ионизации воды.

Молярная масса эквивалентов окислителя и восстановителя численно равна произведению молярной массы окислителя или восстановителя на фактор эквивалентности этого окислителя или восстановителя в данной реакции:

Перманганаты - сильные окислители,
особенно в кислой среде:

Например:

Окисленная
форма

Восстановленная
форма

р-р б/ц

осадок бурый

р-р зел. цвета

В результате реакции между ядом и противоядием образуется нетоксичное или малотоксичное соединение.

Химические противоядия, как антидоты прямого действия могут действовать в любом месте –
до проникновения яда в кровь,
при циркуляции яда в крови,
и после фиксации в тканях.

Редокс- потенциал служит количественной характеристикой окислительно-восстановительной способности редокс – системы.

Редокс –потенциал - это разность потенциалов, возникающая на границе раздела инертный металл- раствор, содержащий редокс- систему.

Уравнение Нернста-Петерса для биологических систем

Чем больше значение редокс-потенциала редокс-системы, тем выше ее окислительная способность, т.е. тем сильнее окислитель и слабее сопряженный ему восстановитель.

Для ОВ реакций ΔG < 0 в том случае, если из более сильных окислителя и восстановителя образуются более слабые.

Окислительно-восстановительные потенциалы позволяют количественно судить об активности окислителя и восстановителя.

Условием самопроизвольного протекания ОВР является положительное значение её ЭДС :

Если Δφо > 0, то реакция протекает в прямом направлении в соответствии с записью уравнения реакции (∆Gо < 0).
Если Δφо < 0, то реакция протекает в обратном направлении согласно записи уравнения реакции (∆Gо > 0).
Если Δφо = 0, то система находится в состоянии устойчивого химического равновесия (∆ Gо =0).

где n – количеств перераспределенных электронов

Окислительно-восстановительный электрод-

это электрод, состоящий из инертного материала (металлические платина, золото, вольфрам, титан, а также графит), погруженного в водный раствор, в котором имеются окисленная и восстановленная форма данного вещества.

Например

Анод

Катод

Границу раздела м/у металлом и раствором обозначают одной вертикальной чертой.
Границу раздела двух растворов – двумя сплошными вертикальными чертами. Компоненты одной фазы записывают через запятую.

-Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu возможно только в прямом направлении.

-Металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют водород при взаимодействии с водными растворами кислот-неокислителей; наиболее активные металлы (до алюминия включительно) — и при взаимодействии с водой.

-.

Электрохимический ряд напряжений металлов

Убывание восстановительной активности

Н

Протекание первичных анодных и катодных процессов подчиняется законам, установленным английским ученым М Фарадеем (1834).

На катоде происходит процесс восстановления

Электролиз в расплавах

• В расплавах анионы бескислородных кислот (кроме фторидов) окисляются до соответствующего простого вещества, например:

2Cl– – 2ē = Cl20

• Кислородсодержащие анионы выделяют кислород и превращаются в один из оксидов:

SO42– – 2ē = SO20 + O20.

Электролиз расплава CuCl2

электролиз

б) Если металл расположен в ряду напряжений между Al и H2 , то на катоде идут одновременно процессы восстановления воды и катионов металла:
2Н2О + 2ē = H20 + 2OH– Мn+ + nē = М0
в) Если металл расположен в ряду напряжений после Н2, то на катоде идет процесс восстановления катионов металла: Мn+ + nē = М0
При электролизе растворов кислот идет процесс восстановления ионов водорода: 2Н+ + 2ē = H20

К(-) NaCl А(+)
↓
← Na+ + Cl- →
2Н2О + 2ē = H2 + 2OH- 2Cl- - 2ē = Cl2↑

электролиз
2NaCl + 2H2O H2 + Cl2 +2NaOH

К(-) CuSO4 А(+)
↓
← Cu2+ + SO42- →
Cu2+ + 2ē = Cu0 2H2O – 4ē = O2↑ + 4H+

электролиз
2CuSO4 + 2 H2O 2Cu + O2 + 2 H2SO4

К(-) NaCl А(+)
↓ (Cu)
← Na+ + Cl- →
Cu2+ + 2ē = Cu0 Cu0 – 2ē =Cu2+
(т.к. Cu2+ в ряду напряжений
стоят после H+)

Происходит переход ионов меди с анода на катод. Концентрация NaCl в растворе не меняется.

Химическая коррозия
развивается в агрессивных средах, не проводящих электрического тока, например, газах при высоких температурах, Так, железо при нагревании соединяется с кислородом воздуха с образованием оксидов (окалины)
наблюдается в зубопротезировании в основном при изготовлении и починке протезов.

В условиях эксплуатации протезов может развиваться электрохимическая коррозия