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第三节氧化还原反应的速度及影响反应速度的因素一、机理:

上节我们讨论了条件电极电位,根据条件电极电位,可以判断氧化还原反应进行的方向及反应进行的程度,但是,这只指出了反应的可能性,并不能说明反应的速度问题。实际上,不同的氧化还原反应,其速度会有很大差别。因此,对氧化还原反应,一般不能单从平衡观点来考虑反应的可能性,还应从它们的反应速度来考虑反应的现实性。如:H2+O2==2H2O常温常压不反应,而点火或催化则很快。

标准电位较高,应该很容易氧化一些强还原剂。

但实际上:在水中却有一定的稳定性。说明它们与溶解氧或空气中的氧之间反应很慢,又如:用Na2C2O4标定KMnO4的反应。

反应进行的较慢,需要一定时间才能完成。需要加热75~85℃时,反应才能较顺利进行。

还如:K2Cr2O7标定Na2S2O3中的一个反应:

需在0.8~1.0mol/L酸度中反应5分钟后才能用Na2S2O3滴定

氧化还原反应的机理比酸碱、沉淀、络合反应要复杂得多。在许多氧化还原反应中,氧化剂和还原剂之间的电子转移会遇到很多阻力。如溶液中的溶剂分子和各种配体都可能阻碍电子的转移。物质之间的静电排斥力也是阻碍电子转移的因素之一。而且,通过氧化还原反应之后,由于价态的变化,不仅原子或离子的电子层结构发生了变化,甚至还会引起有关化学健性质和物质组成的变化,从而阻碍电子转移。

如:原来带负电荷的含氧酸根离子,反应后转化为带正荷的水合离子,结构发生了很大变化,这些也是导致它们反应速度缓慢的重要因素。

对于任何氧化还原反应,可以根据反应物和生成物写反应方程:

如:

但它只表示了反应的最初状态和最终状态,不能说明反应的真实过程。

根据碰撞理论,粒子发生碰撞后才可能发生反应,而碰撞的几率与参加反应的分子或离子数有关。

例如:碰撞后,就可能发生反应。

需3分子碰撞才可能反应。

而:

因此,氧化还原反应的复杂性及其速度问题,需进一步深入的讨论。总的来说:反应速度的大小主要由反应本身的性质即内在原因决定的。但外部因素也在很大程度上影响反应速度。

二、影响反应速度的因素。

1.浓度:一般来说,增加反应物的浓度都能增加反应速度。

例如:加浓度都有利于反应进行。其中酸度影响更大。需在0.8~1mol/LH+中反应才能迅速完成。但太高,将会引起下列副反应:

2.温度:温度对速度的影响较复杂。对多数反应来说:升高温度可提高反应速度,一般每提高10℃,反应增加2~3倍。

3.催化剂:一般来说:催化剂能大大改变反应速度。正催化剂可大大提高反应速度。

催化剂是这样一种物质,它以循环方式参加化学反应并改变反应历程,从而提高反应速度,但最终并不改变其本身的状态和数量。

例如:反应的速率较慢,加入,能催化反应迅速进行。即使不加如,反方产物也是该反应的催化剂,这种生成物本身起催化作用的反应称为自动催化反应。

4.诱导反应:

这种由于一种氧化还原反应的发生而促进另一种氧化还原反应进行的现象叫诱导作用。后一个反应称为受诱反应。

(1)诱导反应与催化反应不同:在催化反应中,催化剂参加反应后,仍变回原来的组成。而诱导反应,诱导

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