氧化还原反应与酸碱电离、沉淀溶解反映的异同.docx

氧化还原反应与酸碱电离、沉淀反应的异同

作者：郭扬、刘涛瑞、王旭、宣锋、赵川榕、欧杨杰

医学部 基础医学院

指导老师：杨展澜、潘菲

一、 摘要

本文主要讨论了氧化还原反应、酸碱电离平衡、沉淀反应三种反应之间的相同点和不同点，并从微观角度进行了讨论，说明其异同的根源。

二、 前言

在这连续三次的实验中，我们分别进行了酸碱电离平衡、沉淀反应、氧化还原反应三个内容的实验，对这三种反应都有了一定的理解。在本文中，我们小组通过讨论，深入分析了这三种反应的原理，找出了这三种反应的相同点和不同点。通过本次的讨论，我们可以更加深入的理解这三种反应，同时锻炼了我们的思维能力和归纳总结的能力，提高了我们的学习能力。

三、 内容

1、 准确理解酸碱电离平衡、沉淀反应、氧化还原反应的含义
酸碱反应：（根据酸碱质子理论的定义）凡涉及质子转移过程的反应。
沉淀反应：沉淀的生成和溶解统称为沉淀反应。
氧化还原反应：凡涉及有电子转移或偏移的反应。
2、比较酸碱反应、沉淀反应以及氧化还原反应得出的相同点
1）都存在化学平衡。
先看酸碱电离平衡：
酸在水中的电离
HA + H2O ⇌ A- + H3O+ K1
酸1 碱1 碱2 酸2
碱在水中的电离
A- + H2O ⇌ HA + OH- K2
碱1 酸1 酸2 碱2

在上述反应过程中，弱电解质分子电离与离子结合成为分子，二者共同构成一组可逆反应。常以弱电解质分子电离出离子的反应方向为正反应方向，以离子重新结合成弱电解质分子的反应方向为逆反应方向。
再看沉淀反应：
以为例说明：
是强电解质，并具有离子结构。在一定温度下，将放入水中后，由于水分子是极性分子，其正的一端朝向晶体表面上的,负的一端朝向晶体表面上的。由于水偶极子与和相互吸引，削弱了晶体上和之间的相互吸引力，因而使得一部分和从晶体表面脱离成为水合离子而进入溶液，这个过程就是沉淀溶解。另一方面，溶液中的水合和水合也在不断地运动，当它们在运动中碰到晶体表面时，受到晶体表面相反电荷的离子吸引，可能脱水，又重新回到晶体表面，这就是沉淀生成的过程。这两个反应过程最终达到平衡。虽然这两个相反的过程在继续不断地进行着，但溶液中离子的浓度不再改变。
用方程式表示为：
BaSO4(s) ⇌ Ba2+(aq)+SO42-(aq)
再看氧化还原反应：
对于可逆的氧化还原反应
其中、为氧化性物质，、为还原性物质。
被还原为,被氧化为的同时，被氧化为，被还原为。
在反应进行过程中，由于反应物与生成物的浓度不断变化，所以正反应和逆反应的速度也在不断变化，两个电对的电极电位也相应地变化（如），可以通过改变反应物的起始浓度来改变反应的方向。当反应进行到一定程度，正反应和逆反应的速度相等，两个电对的电位也相等，反应达到平衡。
2）这三种反应的平衡常数都与温度有关。如果温度改变，则反应速率、平衡浓度甚至反应的方向也会改变。
3）都可以通过吉布斯自由能（△G）判断反应的方向。
3、三种反应的不同点
（1） 反应原理不同：酸碱反应中是质子的转移，沉淀反应是固体沉淀与电离离子之间的相互作用，氧化还原反应是电子的转移或偏移。
（2） 反应平衡的判据不同：酸碱平衡使用的是离解常数,沉淀反应使用的是溶度积,氧化还原平衡使用的是电池电动势。
（3） 反应的速率不同：酸碱反应和沉淀溶解反应一般在溶液中进行，溶液中离子反应的活化能一般都较小（<40kJ/mol）,反应速率较快。相对于酸碱反应与沉淀反应，氧化还原反应的反应速率较慢，一部分氧化还原反应虽然比较大，但活化能很大，需要催化剂才能进较快的进行反应。
（4） 反应的环境不同：酸碱反应一般都是在液相中进行，沉淀溶解平衡一般在固相和液相交界处进行。氧化还原反应的环境就比较多样了，固相、液相和气相中均可发生氧化还原反应。
4、三种反应的联系
氧化还原反应反应中，如果形成了弱酸弱碱或沉淀，氧化还原反应的电极电势也会发生变化，有时甚至还可以改变反应的方向。

四、 结论

氧化还原反应、酸碱电离反应和沉淀溶解反应均存在反应平衡，反应常数均受到温度影响。但它们的反应原理有很大不同，只有氧化还原反应有电子的转移，而其他两种反应只有分子、离子和离子团之间的交换，没有氧化数的变化，这就是它们的最大差异。

五、 参考文献

《普通化学（生物类）》 北京大学出版社 85~145
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六、 小组分工

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