浅论氧化还原反应及其应用

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1、浅论氧化还原反应及其应用（哈尔滨工业大学）摘要：化学基本原理包括化学热力学、化学动力学、化学平衡等部分，我们学习这些理论的口的是为了应川，而氧化还原反应就是化学屮最为普遍和重要的-•种反应。氧化还原反应不仅与我们的H常牛活息息相关，而II是研究有机化学、无机化学和分析化学的基础。环顾我们所生存的环境，大至整个地球中生命现象的维续，小至日常生活中的枝枝节节，都叮以看到这个最某木的化学反应的痕迹。全而了解氧化还原反应的利与弊，防止其危害并利用其为我们的生产生活服务一直是我们研究重点课题。关键词：氧化还原反

2、应、口然、牛活、电化学，应用—、引言任何一种化学反应的过程中，新生成物必随反应物的逐渐消耗而产生。在此一转变的过程里，反应物分子内部的化学键必然要经过一番重新组合，才能产生适当的生成物分子，这就要涉及分子内部电子分布情形的改变。氧化还原反应是化学反应中最重要的一类，其反应过程中，分子或原子（离子）间电子的转移更显而易见。某一原子（或离子）氧化状态的改变，必有另一原子（或离子）氧化状态相对应的改变；换句话说，某一物质被氧化，就必然有另一物质被还原，这两者Z间是相辅相成的。若纯从能量的观点來看，在任何口发

3、的氧化还原反应中，阳电性元素趋向失去电子（氧化），也就是氧化数趋向正值，而阴电性元素则趋向获得电子（还原），氧化数趋向负值。在我们丿制围的环境里，氧化还原反应确实占了极大的分量，可以说是推动整个生物圈的原动力，任何生命的持续过程都少不了它。所谓的生物圈是指地球上所有生命的部分，其中包含着各种不同的化合物，主要是由碳、氧、氮、氢四种元素所组成。这些化合物在自然界中不断的牛成、消耗及互相转变，永远保持着一种连绵不绝的循环状态，使得牛物圈本身就像是一个巨大的循环系统，rh能量的同化与显化作用，和涉及上述四种

4、元素的种种氧化述原反应，构成了整个的生命现象。此外，在我们口常生活的许多小事甲.，也都可以看到这类最基本的化学反应。二、氧化还原基本原理氧化还原反应是在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化还原反应里，氧化与还原必然以等量同时进行。两者可以比喻为阴阳Z间相互依靠、转化、消长且互相对立的关系。有机化学屮也存在氧化还原反应。其反应实质是：1.物质失氧的

5、反应叫还原反应/有元素化合价降低的反应,既得氧又失氧的反应叫氧化还原反应2.强弱律：反应中满足：氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物3.价态律：元素处于最高价态，只具有氧化性；元索处于最低价态，只具有还原性；处于中间价态，既具氧化性，又具有述原性。4.转化律：同种元素不同价态间发生归中反应时，元素的化合价只接近而不交叉，最多只能达到同种价态。1.优先律：在同一氧化还原反应中，氧化剂遇多种还原剂时，先和还原剂最强反应。7、守恒律：氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目三、自然界中的氧

6、化还原反应1、自然界中碳的循环自然界物质的循坏现象里，碳元索的循环范田最广。在碳的循环过程里，大气中或溶解在水里的二氧化碳，经由光合作用转变为植物或浮游牛物体内的还原态含碳化合物，并释放出氧气。陆地或海洋中的动物摄取这些含碳化合物作为食物；而在牛物呼吸或牛物遗体的分解中，则又消耗氧而产牛二氧化碳，并释出能量。至于在深海Z中，二氧化碳溶丁•水内产牛了碳酸根离子C032-,与钙离子Ca2+结合，以碳酸钙沈淀的方式积存于海底。此外，一些生物遗体也对在缺氧的状态下逐渐沈积下来，垠后转变成煤或石油的沈积层，血经

7、人类开釆并在空气中燃烧利用后，又再牛二氧化碳。在碳的循环中，光合作用与呼吸作用是两类最重要的氧化还原反应，止好说明了氧化还原的过程和我们的牛存有多么密切的关系。在光合作用中，陆地或海洋的植物吸收了H光能,将二氧化碳与水转化为细胞生活所需的碳水化介物和氧一一呼吸作川所需氧气的主要来源。光合作用口J以下列通式表之光+6C02+6H20-C6H1206+602所谓的呼吸作用，就是在动植物体内消耗氧及碳水化合物以产生能量及二氧化碳和水的反应，以式表之为C6H1206+602-6C02+6H20+能量在人体中的

8、呼吸作用述包括•肺叶中氧与二氧化碳的交换。血细胞中食物养分（匍萄糖）氧化所产生的能量，即川来推动身体的各项机能。由此可见，光合作用与呼吸作川恰是相反的两项反应：阳光的能量可经由光合作用储存在葡萄糖中；必要吋葡萄糖经由呼吸作用而氧化，乂释出能量供生物运用。由于C02中的碳为正4价，而葡萄糖中的碳为零价，可见具有正氧化态的元索，常可利川其零价的状态储存能量，当其再氧化成原來的正氧化态时，即町将能量释出。换句话说，还原态的物质多是富含能量的。2、口然界中氮的循