Акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі

Слова "акісленне" першапачаткова мела на ўвазе ўзаемадзеянне канкрэтнага рэчывы з кіслародам, з адукацыяй аксіду, так як кісларод быў гістарычна прызнаны першым акісляльнікам. Пад акісленнем разумелі далучэнне кіслароду, а пад аднаўленнем - аддачу яго. Так што тэрмінам «акісленне - аднаўленне» даўно аперыравала хімія. Акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі пазней сталі лічыцца такімі працэсамі, у выніку якіх адбываецца перадача электронаў ад аднаго да іншага атаму, таму гэты тэрмін набыў больш шырокі сэнс. Напрыклад, пры гарэнні магнію ў кіслародзе: 2Mg + O2 → 2MgO адбываецца перадача электронаў ад магнію да кіслароду.

Акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі характарызуюцца тым, што ў іх ўзаемадзейнічаюць рэагенты, званыя акісляльнікамі і адраджэнцам. Рэчывы, атамы якіх аддаюць электроны, лічацца адраджэнцам. Хімічныя злучэнні, атамы якіх прымаюць электроны, называюць акісляльнікамі. У прыведзенай вышэй рэакцыі магній з'яўляецца адраджэнцам, сам пры гэтым акісляецца, то ёсць аддае электрон. Кісларод аднаўляецца - прымае электрон і з'яўляецца акісляльнікам. Іншы прыклад: CuO + H2 → Cu + H2O. Пры награванні аксіду медзі ў току вадароду іёны медзі прымаюць ад вадароду электроны. З'яўляючыся акісляльнікам, яны аднаўляюцца да элементарнай медзі. Атамы вадароду аддаюць электроны, з'яўляючыся адраджэнцам, а сам вадарод акісляецца.

Такім чынам, працэсы акіслення і аднаўлення адбываюцца адначасова: аднаўляльнікі акісляюцца, а акісляльнікі аднаўляюцца. Акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі атрымалі такую назву, так як паміж гэтымі взаимообратными працэсамі існуе непарыўная сувязь. Гэта значыць, калі ёсць атамы, якія аддаюць электроны, то абавязкова прысутнічаюць і такія, якія гэтыя электроны прымаюць. Пры гэтым як у акісляльніка, так і ў аднаўляльніка змяняецца ступень акіслення. У выніку могуць утварацца хімічныя злучэнні з любым тыпам сувязі атамаў у малекулах.

Асноўныя тыпы акісляльна-аднаўленчых рэакцый:

1. Межмолекулярные - акісляюцца і аднаўляць атамы ўваходзяць у склад малекул розных хімічных рэчываў, напрыклад: 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2 ↑ (цынк - аднаўляльнік, катыён вадароду - акісляльнік).
2. Внутримолекулярные - акісляюцца і аднаўляць атамы ўваходзяць у склад малекулы аднаго і таго ж хімічнага рэчыва, напрыклад: KClO3 → 2KCl + 3O2 ↑ (у малекуле бертолетовой солі кісларод - аднаўляльнік, хлор - акісляльнік).
3. Самоокисление-самааднаўленне або диспропорционирование - адзін і той жа хімічны элемент у рэакцыі з'яўляецца і адраджэнцам, і акісляльнікам, напрыклад: 3HNO2 → HNO3 + 2NO ↑ + H2O (атам азоту ў азоцістай кіслаце з'яўляецца як адраджэнцам, так і акісляльнікам, прадукт акіслення - гэта азотная кіслата, прадукт аднаўлення - монааксід азоту).
4. Конпропорционирование або репропорционирование - адзін і той жа хімічны элемент, які мае ў малекуле розныя ступені акіслення, у выніку прыводзіцца да адзінай ступені акіслення, напрыклад: NH4NO3 → N2O + 2H2O.

Акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі бываюць прадстаўлены ў агульным або электронным выглядзе. Можна разгледзець на прыкладзе хімічнага ўзаемадзеяння: 2FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + 2HCl. Тут атам жалеза з'яўляецца акісляльнікам, так як прымае адзін электрон і мяняе ступень акіслення з +3 на +2: Fe + ³ + e → Fe + ². Іён серы з'яўляецца адраджэнцам, вокіслы, ён аддае электрон і мяняе ступень акіслення з -2 на 0: Sˉ² - e → S °. Метады электроннага або іённа-электроннага балансу прымяняюцца для расстаноўкі стехиометрических каэфіцыентаў ў раўнанні.

Акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі шырока распаўсюджаныя і маюць вялікае значэнне, так як яны ляжаць у аснове працэсаў гарэння, гніення, тлення, дыхання, абмену рэчываў, засваення вуглякіслага газу раслінамі, а таксама ў аснове іншых біялагічных працэсаў. Таксама яны прымяняюцца на розных вытворчасцях для атрымання металаў і неметаллов з іх злучэнняў. Напрыклад, на іх заснавана атрыманне аміяку, сернай і азотнай кіслот, некаторых будаўнічых матэрыялаў, медыкаментаў і многіх іншых важных прадуктаў. Таксама яны выкарыстоўваюцца ў аналітычнай хіміі для вызначэння розных хімічных злучэнняў.