15. Окислительно-восстановительные процессы

Общая характеристика окислительно-восстановительных процессов. Степень окисленности. Степень окисленности элемента в соединениях, в простых и сложных ионах. Окислительно-восстановительные реакции как взаимодействия, идущие с изменением степени окисленности элементов. Процессы окисления и восстановления. Окислители. Восстановители. Понятие о сопряженных окислителях и восстановителях.

Окислительно-восстановительные реакции. Типы окислительно-восстановительных реакций. Реакции диспропорционирования, внутримолекулярного окисления-восстановления, окислительно-восстановительная двойственность. Влияние реакции среды на характер продуктов реакции. Влияние комплексообразования на окислительно-восстановительные свойства системы. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Подбор коэффициентов: метод электронного баланса, ионно-электронный метод.

Окислительно-восстановительные системы. Процессы на границе раздела металл-раствор. Формирование двойного электрического слоя. Скачек потенциала на границе металл-раствор. Изображение окислительно-восстановительных (редокс-) систем методом полуреакций (частных реакций). Окислительно-восстановительный (редокс-) потенциал как количественная характеристика редокс-системы. Водородный электрод. Электродный потенциал. Факторы, определяющие величину электродного потенциала: ионизационный потенциал металла, энергия металлической решетки, энергия гидратации ионов, концентрация ионов металла в растворе. Стандартный электродный потенциал.

Уравнение Нернста. Стандартные редокс-потенциалы и способы их определения. Водородный электрод. Электрохимический ряд напряжений металлов. Зависимость величины редокс-потенциала системы от концентрации ионов, температуры, рН, комплексообразования в растворе.

Окислительно-восстановительные свойства воды. Устойчивость окислительно-восстановительных систем в водных растворах.

Редокс-потенциалы и оценка направления и полноты протекания окислительно-восстановительных реакций. Зависимость между величинами редокс-потенциалов систем и изменением энергии Гиббса. Подбор окислителей и восстановителей с учетом стандартных редокс-потенциалов. Использование значений электродных потенциалов для определения направленности окислительно-восстановительных реакций. Связь стандартных электродных потенциалов с изменением энергии Гиббса и константой равновесия окислительно-восстановительной реакции.

Гальванический элемент. Направление движений электронов и ионов в гальваническом элементе. Электродвижущая сила. Стандартная э.д.с. Суммарная реакция в гальваническом элементе как окислительно-восстановительный процесс.

Электролиз. Окислительно-восстановительные процессы с участием электрического тока. Электрический ток как сильнейший окисляющий и восстанавливающий агент. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Электролиз комплексных соединений. Схемы процессов на электродах. Катодные и анодные процессы. Инертные и активные электроды. Законы Фарадея. Число Фарадея. Электрохимический эквивалент. Радикал ОН как окислитель. Применение электролиза.

Коррозия металлов. Химическая и электрохимическая коррозия. Биокоррозия. Механизм коррозии. Факторы, определяющие интенсивность коррозии. Методы защиты металлов от коррозии. Электрохимические методы защиты. Ингибиторы коррозии.