Окислення

Відео: Визначення ступеня окісленія.flv

окислення (Рус. окислення (дизельні), англ. Oxygenation- ньому. Oxygenation f) - хімічний процес, при якому елемент (або з`єднання) втрачає електрони, при цьому ступінь окислення її елементів підвищується. Назва пов`язана з киснем, оскільки взаємодія субстанцій з киснем, озоном, пероксидамі і іншими окислювачами з утворенням кисневих з`єднань належить до найбільш поширеним (і перших вивчених) процесів окислення.


окислення Речовина A як відновник віддає один електрон.



Відновлення: Речовина В як окислювач приймає електрон.



Окислювально-відновна реакція: Речовина А віддає електрон речовині В.

При окисленні речовини в результаті віддачі електронів збільшується його ступінь окислення. Атоми окислювача називаються акцепторами електронів на противагу атомам відновника, що втрачають електрони і тому називаються донорами. У деяких випадках, молекула вихідної сполуки може стати на стабільний і розпастися на стабільніші та дрібніші складові. При цьому деякі з атомів мають більш високу ступінь окислення, ніж ті ж атоми у вихідній молекулі.
Окислювач, коли приймає електрони, набуває відновних властивостей і перетворюється в пов`язаний відновник:
окислювач + e- пов`язаний відновник.
окислення, зокрема - це реакції з`єднання кисню з простими і складними речовинами. Ці реакції відбуваються з різними швидкостями. Якщо реакції окислення проходять швидко і супроводжуються виділенням значної кількості тепла і світла (полум`я), їх називають реакціями горіння, або просто горінням. Повільно відбуваються тління, гниття і дихання.
Внаслідок А., наприклад, вугілля відбувається зниження відносного вмісту водню і вуглецю при збільшенні вмісту кисню. Одночасно знижується питома теплота згоряння, підвищується вологість, зольність, вихід летючих речовин, знижується, а іноді і повністю втрачається дріб`язок здатність. Окислювач - реагентів, за допомогою якого вводиться кисень в субстрат (тобто останній окислюється).
В атмосфері повітря (і в чистому кисні) можуть горіти різні речовини: більшість металів, сірка, сірководень H 2 S, монооксид вуглецю CO, пірит FeS 2 і величезна кількість органічних речовин. Однак найбільше практичне значення як горючі речовини (паливо) мають: природний газ, нафта, вугілля, торф і т.д. Ці речовини складаються головним чином з вуглецю і водню, а також містять в незначних кількостях сірку, азот та інші елементи.
Кінцевими продуктами горіння (окислення) Простих речовин є їх оксиди, а повного згоряння звичайного палива - CO 2, H 2 O, SO 2 і N 2. Для повного згоряння завжди потрібен певний надлишок кисню (повітря). При неповному спалюванні (при нестачі кисню) можуть утворюватися CO, S і т.д. наприклад:
У чистому кисні горіння відбувається набагато енергійніше, ніж в атмосфері повітря. Так, якщо тліючу лучинку внести в чистий кисень, вона загоряється і горить яскравим полум`ям. Запалена сірка на повітрі горить ледь помітним блакитним полум`ям, а в атмосфері кисню інтенсивно згоряє яскравим полум`ям:
Розпечена залізна дріт на повітрі не горить, а в кисні згоряє з тріском, розкидаючи іскри:
При горінні рівність речовини в чистому кисні і в повітрі виділяється однакова кількість тепла. Але горіння в кисні відбувається швидше і за одиницю часу тепла виділяється більше. Крім того, при горінні в кисні тепло не витрачається на нагрів азоту. Тому температура горіння в чистому кисні значно вище, ніж температура горіння в повітрі.
Процеси горіння (з виділенням тепла і світла) можуть відбуватися не тільки в атмосфері кисню (повітря), але і в атмосфері деяких інших газів. Наприклад, розпечена залізна дріт горить у атмосфері хлору, а мідна фольга - в парах сірки:
При цьому хлор і сірка є окислювачами. Однак для процесів горіння палива практичне значення як окислювач має тільки кисень.
Не всі процеси окислення за участю кисню є процесами горіння. Багато з них відбувається повільно вже при звичайній температурі. До таких процесів відносяться, зокрема, явища тління, гниття і дихання.
Процеси тління і гниття мають надзвичайно велике гігієнічно-санітарний значення, оскільки при цьому всі залишки рослинних і тваринних організмів перетворюються в неорганічні сполуки, головним чином в CO 2, H 2 O і N 2.
Під час повільного окислення органічних речовин виділяється така ж кількість тепла, як і при їх горінні. Однак внаслідок повільного процесу невеликі кількості тепла, що виділяються встигають розсіятися в навколишньому середовищі, і тому гниючих речовина не нагрівається. Але коли відвід тепла утруднений (наприклад, у великих купах), тоді вона нагрівається. Цим, зокрема, пояснюється розігрів вологого сіна в копицях, сирого зерна і т.п. На цьому грунтується також застосування гною для нагріву грунту в парниках.
Повільне окислення горючих речовин при поганому відводі тепла може призвести навіть до їх самозаймання. Так, самозайматися може вугілля, складене в великі купи, забруднені мінеральним маслом ганчірки, які довго лежать купою і т.д.
дихання
Повільне окислення лежить в основі і такого важливого життєвого процесу, як дихання. При диханні кисень повітря в легенях сполучається з гемоглобіном крові, утворюючи оксигемоглобін, який надає артеріальної крові яскраво-червоного забарвлення і розноситься по всьому організму. Там оксигемоглобін розкладається і кисень, який виділяється, окисляє поживні речовини організму, утворюючи CO 2, H 2 O та інші продукти. Діоксид вуглецю розчиняється в крові і виноситься нею по венах в легені, де видихається. Позбавлена оксигемоглобина венозна кров має темно-червоний колір. При повільному окисленні поживних речовин організму виділяється тепло, яке і забезпечує нормальну життєдіяльність і температуру організму.
прикладом застосування окислення в органічній хімії може служити лабораторний метод отримання бензойної кислоти з толуен: