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還原劑是在氧化還原反應(yīng)里,失去電子或有電子偏離的物質(zhì)。還原劑本身具有還原性,被氧化,其產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物。還原與氧化反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的,即是說(shuō),還原劑在與被還原物進(jìn)行氧化反應(yīng)的同時(shí),自身也被氧化,而成為氧化物。所含的某種物質(zhì)的化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑。
抗氧化劑是指自由基及活性氧的清除劑、阻斷劑及修復(fù)劑等物質(zhì)的總稱(chēng)。也就是說(shuō)只有可以清除自由基及活性氧的還原劑才是抗氧化劑,還原劑與抗氧化劑不是對(duì)等概念,更不是所謂的別稱(chēng)。
還原劑失去電子自身被氧化變成氧化產(chǎn)物,如用氫氣還原氧化銅的反應(yīng),氫氣失去電子被氧化變成水。還原劑在反應(yīng)里表現(xiàn)還原性。還原能力強(qiáng)弱是還原劑失電子能力的強(qiáng)弱,如鈉原子失電子數(shù)目比鋁電子少,鈉原子的還原能力比鋁原子強(qiáng)。含有容易失去電子的元素的物質(zhì)常用作還原劑,在分析具體反應(yīng)時(shí),常用元素化合價(jià)的升降進(jìn)行判斷:所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)為還原劑。
應(yīng)用在焊條及焊絲上,例如Mn,Si,Al,Ti及Zr等元素,可有效阻止氧的滲入使不致在焊道金屬中形成氧化物及氣孔。
種類(lèi):
(1)活潑的金屬單質(zhì)(如鈉,鎂,鋁,等)
(2)某些非金屬單質(zhì)(如H2 、C等)、非金屬陰離子及其化合物、低價(jià)金屬離子(如Fe2+)等 還原劑實(shí)驗(yàn)舉例:氫氣還原氧化銅、氧化鐵(H2+CuO=Cu+H2O ; 3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O); 炭還原氧化銅(C+2CuO=2Cu+CO2); 一氧化碳還原氧化銅、氧化鐵(CO+CuO=Cu+CO2 ; 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2)
硫酸亞鐵
藍(lán)綠色單斜結(jié)晶或顆粒。無(wú)氣味。在干燥空氣中風(fēng)化。在潮濕空氣中表面氧化成棕色的堿式硫酸鐵。在56.6℃成為四水合物,在65℃時(shí)成為一水合物。溶于水,幾乎不溶于乙醇。其水溶液冷時(shí)在空氣中緩慢氧化,在熱時(shí)較快氧化。加入堿或露光能加速其氧化。相對(duì)密度(d15)1.897。半數(shù)致死量(小鼠,經(jīng)口)1520mG/kG。有刺激性。無(wú)水硫酸亞鐵是白色粉末,含結(jié)晶水的是淺綠色晶體,晶體俗稱(chēng)“綠礬”,溶于水水溶液為淺綠色。用于色譜分析試劑。點(diǎn)滴分析測(cè)定鉑、硒、亞硝酸鹽和硝酸鹽,還原劑,制造鐵氧體,凈水,聚合催化劑,照相制版。
硫酸亞鐵的還原原理
大量的硫酸亞鐵被用作還原劑,主要還原水泥中的鉻酸鹽。
含六價(jià)鉻廢水一般采用鉻還原法進(jìn)行處理。
原理:在酸性條件下,投加還原劑硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等,將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻,然后投加氫氧化鈉、氫氧化鈣、石灰等調(diào)pH值,使其生成三價(jià)鉻氫氧化物沉淀從廢水中分離。
在該反應(yīng)中,氧化劑是Cl2,還原劑也是Cl2,本反應(yīng)是歧化反應(yīng)。
氯氣
氯氣遇水會(huì)產(chǎn)生次氯酸,次氯酸具有凈化作用,用于消毒——溶于水生成的HClO具有強(qiáng)氧化性
化學(xué)方程式是: Cl2+H2O=HCl+HClO(可逆反應(yīng))
氯氣與堿溶液反應(yīng)
【例】
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
上述兩反應(yīng)中,Cl2作氧化劑和還原劑,是歧化反應(yīng)。
Cl2 + 2OH(-) (冷) = ClO(-) + Cl(-) + H2O
3Cl2 + 6OH(-) (熱) = ClO3(-) + 5Cl(-) + 處理工藝流程:含Cr6+廢水→調(diào)節(jié)池→還原反應(yīng)池→混凝反應(yīng)池→沉淀池→過(guò)濾器→pH回調(diào)池→排放。
氯氣常溫常壓下為黃綠色氣體,經(jīng)壓縮可液化為金黃色液態(tài)氯,是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一,用作為強(qiáng)氧化劑與氯化劑。氯混合 5%(體積)以上氫氣時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。氯能與有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行取代或加成反應(yīng)生成多種氯化物。氯在早期作為造紙、紡織工業(yè)的漂白劑。
典型還原劑
活潑的金屬單質(zhì):如Na,Al,Zn,Fe等.
活潑的金屬氫化物:如氫化鋁鋰LiAlH4
某些非金屬單質(zhì):如H2,C,Si等.元素(如C,S等)
堿金屬單質(zhì):如Li,Na,K等
處于低化合價(jià)時(shí)的氧化物:如CO,SO2,H2O2等。
非金屬氫化物:如H2S,NH3,HCl,CH4等。
處于低化合價(jià)時(shí)的鹽:如Na2SO3,FeSO4等。
氯化亞錫SnCl2,草酸H2C2O4,硼氫化鉀KBH4,硼氫化鈉NaBH4,乙醇C2H5OH