溶液中進行的氧化—還原反應大多數(shù)是以離子形式進行的,因此介質(zhì)中的H+或OH-不同程度地影響著某些離子存在的數(shù)量與活性,從而使反應進行的程度與可能性也受到一定程度的影響。
許多含氧酸根離子在酸性溶液中具有強氧化性,而在中性或者堿性溶液中卻不具有氧化性,或者氧化性很弱。如HNO3具有很強的氧化性,而NaNO3卻不具有氧化性,這說明NO3-在酸性介質(zhì)中才具有氧化性。再如,MnO4-在酸性條件下被還原得MnO2,MnO2溶解繼續(xù)被還原為Mn2+。在堿性或中性介質(zhì)中由于生成的MnO2不溶解,不能繼續(xù)被還原,所以MnO4-在酸性介質(zhì)中的氧化性要比中性或堿性溶液中強。
許多金屬離子及化合物也有同樣的現(xiàn)象。如Fe3+在酸性介質(zhì)中具有強氧化性,而在堿性溶液中由于生成Fe(OH)3沉淀,使Fe3+濃度大大減小,這樣,也就表現(xiàn)不出氧化性。相反,F(xiàn)e2+在酸性介質(zhì)中由于只能被空氣中的氧氣緩慢氧化,還原性也就較弱,而在堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e2+生成Fe(OH)2沉淀,F(xiàn)e(OH)2能迅速被空氣中的氧氣氧化,從而表現(xiàn)出較強的還原性。再如,前面說過的MnO2由于在酸性溶液中才能溶解得到Mn4+,所以MnO2在酸性介質(zhì)中才能表現(xiàn)出氧化性。因此,在檢驗乙烯、乙炔等還原性物質(zhì)時要用硫酸酸化后的高錳酸鉀溶液,因為深紫色的MnO4-變成幾乎無色的Mn2+,現(xiàn)象非常明顯。在中性溶液里生成棕黑色的二氧化錳懸濁液,現(xiàn)象就不太顯著。相反,Mn2+在中性或堿性介質(zhì)中,生成Mn(OH)2沉淀,得到的沉淀能很快被氧化,從而表現(xiàn)出較強的還原性。在酸性溶液中被氧化生成的物質(zhì)極不穩(wěn)定,因而表現(xiàn)不出還原性。
常見的溶液中的氧化—還原反應,氧化劑和還原劑的種類并不多,現(xiàn)列表如下。熟悉這個表,一般的溶液中氧化—還原反應都不難寫出。
舉例如下:
前面所述在堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e2+生成Fe(OH)2沉淀,F(xiàn)e(OH)2能迅速被空氣中的氧氣氧化,其他氧化劑也能很快氧化氫氧化亞鐵,如把氯水滴入含有氫氧化亞鐵沉淀的堿性溶液中時,發(fā)生如下變化:
2Fe(OH)2+2OH-+Cl2=2Fe(OH)3+2Cl-
可見,雖然溶液中的H+和OH-不參加氧化—還原反應,但能影響氧化—還原反應,因此,不可忽視這些離子的存在。
一般情況下,一種元素的高價態(tài)化合物(特別是含氧化合物)在酸性介質(zhì)中表現(xiàn)為氧化性,低價態(tài)化合物在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)為還原性。
(青海省西寧五中)
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