5常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能力的比较.
- 格式:ppt
- 大小:2.43 MB
- 文档页数:20
化学还原性实验知识点汇总化学还原性实验是化学实验中常见的一种实验,它涉及到物质在反应过程中发生电子转移的现象。
化学还原性实验是理解化学反应和电子转移过程的重要途径。
在这篇文章中,我们将汇总一些与化学还原性实验相关的知识点。
1.氧化还原反应氧化还原反应是指物质中的电子在反应中的转移。
在氧化还原反应中,氧化剂接受电子,而还原剂失去电子。
常见的氧化剂包括氧气、过氧化氢和氯气等,常见的还原剂包括金属、非金属和氢气等。
2.还原剂和氧化剂的性质还原剂具有容易失去电子的性质,可以将其他物质还原。
常见的还原剂有金属(如锌、铁)、非金属(如氢气、硫化氢)和有机物(如乙醇)。
而氧化剂具有容易接受电子的性质,可以将其他物质氧化。
常见的氧化剂有氧气、过氧化氢和酸性高锰酸钾溶液等。
3.氧化还原反应的指示剂氧化还原反应的指示剂是用于检测氧化还原反应进行程度的物质。
常见的指示剂有过碘酸钾溶液、酸性高锰酸钾溶液和二氧化碳水溶液等。
这些指示剂会在氧化还原反应中发生颜色变化,从而可以判断反应的进行程度。
4.化学电池化学电池是利用化学反应中的电子转移来产生电流的装置。
常见的化学电池有干电池和蓄电池。
干电池是一种一次性电池,它由锌、碳、氧化剂和还原剂组成。
而蓄电池是一种可充电电池,它由正极、负极和电解液组成。
5.阳极和阴极在氧化还原反应中,发生氧化反应的电极称为阳极,而发生还原反应的电极称为阴极。
在化学电池中,阳极是电流的出口,阴极是电流的入口。
6.电化学系列电化学系列是按照物质的还原性和氧化性排列的一张表格。
在电化学系列中,还原性强的物质排在前面,氧化性强的物质排在后面。
通过电化学系列,我们可以预测某些物质之间是否会发生氧化还原反应。
7.硝酸银试剂硝酸银试剂是一种常用的化学试剂,用于检测氯离子和溴离子的存在。
在氯离子和溴离子存在的情况下,加入硝酸银试剂会产生白色的沉淀。
8.碘试纸碘试纸是一种用于检测淀粉的存在的试纸。
在淀粉存在的情况下,加入碘试纸会发生蓝色或紫色的变化。
9 还原反应通过还原反应,可将不饱和结构转化为饱和结构,将羰基化合物转化为醇,等等,可以实现多种官能团的转化,在药物合成中有着广泛的应用。
本章主要内容为,碳-碳(杂)不饱和结构的还原,多种含氧不饱和结构的化学还原以及氢解等,催化多相加氢等大工业生产常见的还原过程以及生物法还原不在本章重点讨论范围之内。
9.1多相催化加氢、催化转移氢化和均相催化加氢多相催化加氢可以完成从酰卤、炔烃、酮、硝基物、芳烃到羧酸,几乎所有不饱和结构的还原。
多相催化加氢以氢气为氢源,适应面广,但有时需加压,而且当底物中存在多个活性基团时,存在还原的选择性问题。
不同官能团被还原的反应活性不同,催化剂及反应条件也不同。
通常情况下,表9.1的内容可作为催化加氢活性顺序(及反应条件)的参考。
表9.1 不同官能团加氢难易顺序表(易→难)当底物分子中含多个可还原基团时,处在表的前部的基团将被优先还原。
例如还原不饱和醛的羰基,可用加氢法,如果是还原其双键,则加氢法不合适。
催化加氢反应示例:Finasteride中间体的合成。
与多相催化加氢用氢气作氢源不同,催化转移氢化的氢源为有机化合物,通常为不饱和脂环烃、不饱和萜类或醇,如环己烯、alpha-蒎烯和异丙醇等。
所用催化剂可以是钯黑或钯/碳,铂和铑的活性较低,而镍一般用于醇作氢源的反应。
催化转移氢化主要适用于碳-碳不饱和键、硝基、偶氮基、亚胺基和氰基的还原,也可用于碳-卤键、苄基及烯丙基的氢解。
具有反应条件温和,操作简单,基团选择性好等优点。
表9.2列举了更多的应用实例。
表9.2 一些催化转移氢化应用实例均相催化加氢的主要特点是催化剂以分子态溶解在反应介质中,起催化作用,其氢源为氢气。
选择性好,反应条件温和。
催化剂一般为第VIII族过渡元素Rh、Ru、Ir、Co以及Pt等的配合物。
常见的配体是Cl、CN、PPh3、CO和胺等给电子体。
在药物合成中,均相催化法主要应用于碳-碳双键的选择性还原,见表9.3。
化学反应的还原剂反应1. 引言还原剂是化学反应中的重要角色,它们在反应中接受氧原子或失去氧化态,从而使其他物种发生氧化反应。
还原剂广泛应用于许多领域,包括工业生产、环境保护以及日常生活。
本文将探讨化学反应中的还原剂反应,介绍几种常见的还原剂及其反应机制。
2. 酸性介质中的还原剂反应在酸性介质中,许多金属离子可以作为还原剂发挥作用。
其中,铁离子(Fe2+)是最常见的还原剂之一。
在与氯气(Cl2)反应时,铁离子被氯气氧化为铁离子(Fe3+),同时氯气还原为氯离子(Cl-)。
这一反应在水中进行,可以用以下方程式表示:2Fe2+ + Cl2 → 2Fe3+ + 2Cl-此外,硫酸亚铁(FeSO4)也是一种常见的还原剂。
当与硝酸铜(Cu(NO3)2)反应时,硫酸亚铁(FeSO4)被氮氧化物氧化为含有二价铁离子的硫酸铜(CuSO4)。
该反应可用以下方程式表示:2FeSO4 + 2Cu(NO3)2 + 6H2O → Fe2(SO4)3 + 2CuSO4 + 6HNO23. 碱性介质中的还原剂反应在碱性介质中,经常使用氢氧化钠(NaOH)作为还原剂。
在与氧气(O2)反应时,氢氧化钠被氧气氧化为水(H2O),同时氧气还原为氢氧根离子(OH-)。
该反应可以用以下方程式表示:2NaOH + O2 → 2H2O + 2OH-此外,铁(Fe)基还原剂也被广泛应用于碱性介质中的反应。
在与二氧化锰(MnO2)反应时,铁(Fe)被氧化为铁离子(Fe2+),同时二氧化锰还原为锰离子(Mn2+)。
该反应可用以下方程式表示:3Fe + 4MnO2 + 8OH- → 4MnO4- + 3Fe(OH)24. 有机化学中的还原剂反应在有机化学中,有机还原剂广泛应用于还原酮、醛、酯等官能团。
其中,氢气(H2)常用作选择性还原剂,与酮类发生氢化反应,将酮还原为醇。
该反应通常在催化剂存在下进行,如铂、钯或镍催化剂。
反应可用以下方程式表示:R2C=O + H2 → R2CHOH此外,将亚硝酸和醛反应,可以得到相应的醇。
还原反应反应的本质是氧化数有变化,即电⼦有转移。
氧化数升⾼,即失电⼦的半反应是氧化反应;氧化数降低,得电⼦的反应是还原反应。
氧化还原反应氧化还原反应是在反应前后,某种元素的氧化数有变化的化学反应。
这种反应可以理解成由两个半反应构成,即氧化反应和还原反应。
复分解反应都不是氧化还原反应置换反应都是氧化还原反应有单质参加的化合反应⼀定是氧化还原反应有单质⽣成的分解反应⼀定是氧化还原反应另外要注意,有单质参加反应的化学反应不⼀定是氧化还原反应,如氧⽓⽣成臭氧概念反应的本质是氧化数有变化,即电⼦有转移。
氧化数升⾼,即失电⼦的半反应是氧化反应;氧化数降低,得电⼦的反应是还原反应。
氧化数升⾼的物质还原对⽅,⾃⾝被氧化,因此叫还原剂,其产物叫氧化产物;氧化数降低的物质氧化对⽅,⾃⾝被还原,因此叫氧化剂,其产物叫还原产物。
即:⼀般来说,同⼀反应中还原产物的还原性⽐还原剂弱,氧化产物的氧化性⽐氧化剂弱,这就是所谓“强还原剂制弱还原剂,强氧化剂制弱氧化剂”。
肝细胞微粒体内存在的还原酶,主要有硝基还原酶和偶氮还原酶,能使硝基化合物和偶氮化合物还原⽣成胺类。
还原反应所需的氢由NADH或NADPH提供。
如氯霉素被还原⽽失效。
凡例还原反应氢⽓与氯⽓的化合反应,其总反应式如下:我们可以把它写成两个半反应的形式:氧化反应:H2 → 2H+ + 2e-还原反应:Cl2 + 2e- → 2Cl-单质总为0价。
第1个半反应中,氢元素从0价被氧化到+1价;同时,在第2个半反应中,氯元素从0价被还原到?1价. (本段中,“价”指氧化数)两个半反应加合,电⼦数削掉:H2 →2H+ + 2e-+ 2e- + Cl2 → 2Cl----------------------H2 + Cl2 → 2H+ + 2Cl-最后,离⼦结合,形成氯化氢:2H+ + 2Cl- → 2HCl与电化学的关系每⼀个氧化还原反应都可以做成⼀个原电池。
其中发⽣氧化反应的⼀极为阳极,即外电路的负极;还原反应的⼀极为阴极,即外电路的正极。
化学常用还原剂知识点整理归纳化学常用还原剂知识点整理归纳还原剂是指在化学反应中能够接受氧化剂的电子,从而被自身氧化的化学物质。
常见的还原剂有金属、非金属、有机化合物和无机化合物等。
在实际应用中,常常需要选择合适的还原剂来完成化学反应。
以下是对常用还原剂的知识点整理和归纳。
1. 羟基自由基(•OH)羟基自由基具有强氧化性和还原性,在化学反应中普遍用作还原剂、氧化剂和主要自由基反应物之一。
一般情况下,羟基自由基通过氢氧离子产生,其氧化性主要来源于其自身含氧性羰基和过渡金属催化作用的情况下。
羟基自由基的应用场合非常广泛,例如常见的硝基苯还原反应、甲醛氧化反应、过去氧化反应等都要求使用它。
此外,在大气化学中,羟基自由基也是大气中自由基化学反应的主要参与者之一。
2. 亚硫酸氢盐(NaHSO3)亚硫酸氢盐的电荷中心在硫上,其中硫的氧化态在+4和+5之间变化。
亚硫酸氢盐的还原性较强,它一般被用作食品添加剂、抗坏血酸等化学品的还原剂,并可用于医药、卡片纸生产等多个领域。
亚硫酸氢盐在还原过程中能够接受氧化剂,自身被氧化为硫酸盐,因此在银盐摄影和漂白等行业中常被用来作为还原剂。
同时它还经常用于鱼行业,可以使新鲜的鱼维持略呈弱酸性环境最佳状态。
3. 亚硝酸盐(NaNO2)亚硝酸盐在水溶液中能够形成亚硝酸根离子NO2-,并通过与氢离子互换产生亚硝酸HNO2。
亚硝酸盐比亚硫酸氢盐还原性略弱,但在酸性条件下可被加强。
亚硝酸盐在化学反应中被广泛应用,例如:在食品工业中,亚硝酸盐可以使食物维持鲜艳的红色,保持香肠、熟肉等的色泽和香味;在纺织工业中,亚硝酸盐可以作为还原剂,还可以用于处理文化遗产等。
4. 氢气(H2)氢气具有非常强的还原性,它能够与氧气形成水,可以作为高效的还原剂。
氢气还具有比较好的可控性,可以通过改变反应条件来控制化学反应的速率。
同时在许多领域中,人类利用水来产生氢气以用做燃料。
氢气在化学反应过程中具有非常重要的应用,例如有机合成法、烷基化反应等。