張婷婷
【摘 要】本文介紹了漂白、氧化性等概念,以及常見的氧化性漂白劑及漂白原理。同時,對漂白規律與氧化性規律做了系統的歸納比較與辨析。
【關鍵詞】漂白 氧化性 漂白規律 氧化性規律
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2016)11B-0083-02
漂白性與氧化性有許多相似之處,但又有很多不同。在實際應用中發現,二者很容易混淆,從而導致一些不必要的錯誤,有時甚至產生一些歧義。本文擬對此知識點做一歸納總結,以饗各位讀者。
一、概念的不同
氧化性是指物質得電子的能力,其強弱主要是指得到電子的難易程度。需要指出的是氧化性的強弱與得失電子數目沒有必然的聯系。即氧化性強,得電子數不一定多;反之,得電子數少,氧化性不一定弱。
漂白性是指本色或帶顏色的纖維、織品等變為白色,也可理解為有機色質在某些條件下的褪色現象。無機物的褪色如:溴水褪色、氯水褪色、酸性高錳酸鉀的褪色等不屬于漂白范圍。
二、涉及的類型不同
(一)高中化學的漂白從原理分析,大體分為以下三大類。
1.強氧化性漂白(永久性漂白)
原理:將有機色質內部“生色團”破壞,氧化成無色物質。
常見的強氧化性漂白劑如:HClO、Ca(ClO)2(漂白粉的有效成分)、NaClO、H2O2、Na2O2、O3 等。分述如下:
HClO:有強氧化性,因為 HClO 中 C l為 +1 價,處于不穩定狀態,易得電子,可用于自來水消毒(氯氣通入水)。
Ca(ClO)2 :Ca(ClO)2、CO2和H2O生成HClO而呈漂白性,常用于衣服、織物的漂白。
H2O2:H2O2 中 O 為 -1 價,易得 1 個電子生成 H2O2,質量分數 3% 的雙氧水用于醫療消毒。
Na2O2:其中 O 為 -1 價,易得 1 個電子生成 NaOH,用于麥稈、織物、麥稈等漂白。
2.化合性漂白
原理:與有色有機物加成或化合成無色的物質,無色的新物質分解后顏色消失。
常見漂白劑:二氧化硫。
品紅可與二氧化硫發生加成反應,生成 N- 亞磺酸亞硫酸副品紅堿,此物質為無色有機物,受熱易分解紅色的三氨基三苯甲烷氯化物。它又分為酸性品紅和堿性品紅。從化學原理分析,是 SO2 使品紅中的不飽和鍵變為飽和鍵從而使品紅的顏色消失。品紅是三氨基三苯甲烷氯化物 ,它的產物是 N- 亞磺酸亞硫酸副品紅堿,反應機理如下:
該產物受熱就分解,品紅顏色恢復。而品紅對 SO2 的吸收量少,不能用它來吸收大量的 SO2。因此,常用品紅檢驗 SO2 的存在。
SO2 漂白除去漂白品紅溶液外還可漂白很多物質,如黃色的植物秸稈經 SO2 漂白就會變白,日常用秸稈造的紙也可用 SO2 漂白。
但要注意,SO2 不能與氧化性的漂白劑混用,SO2 中 +4 價硫有還原性,會發生氧化還原反應,從而失去漂白性質。
3.物理吸附性漂白
原理:將有機色質吸附而褪色。
常見的此類物質有:活性炭、膠體。
據此原理,活性炭可以做脫色劑、除臭劑、去味劑、防毒面具的濾毒罐等。
(二)氧化性物質的分類
1.強氧化劑與弱氧化劑
物質氧化性與氧化劑相對應,而還原性與還原劑相對應。所謂的強弱實質上是物質得失電子難易程度,即物質越易奪得電子,則反應出其氧化性越強,越難奪得電子則說明其氧化性越弱;反之,物質越易失去電子,則表明其還原性越強,越難失去電子,則反映其還原性越弱。
2.無機氧化劑與有機氧化劑
一般的無機物、有機物能做氧化劑的分別叫做無機氧化劑、有機氧化劑。如酸性高錳酸鉀是無機氧化劑,對有機物而言越是不飽和(如碳碳雙鍵,碳氧雙鍵)其氧化性越強。碳碳三鍵比碳碳雙鍵更不飽和,所以乙炔的氧化性比乙烯強。碳氧雙鍵比碳碳雙鍵氧化性強是因為氧的電負性比碳大,至于碳氧雙鍵比碳碳三鍵強是從實驗現象得來的,醇就不提了,它在多數情況體現還原性。
3.固體氧化劑和液體氧化劑
根據物質狀態分類。如:液體氧化劑有過氧乙酸、雙氧水、濃硝酸、濃硫酸等一些高價酸。固體氧化劑有六氟化鉑,一種常溫下為暗紅色固體但具有較強揮發性的極強的固體氧化劑和氟化劑。像過硫酸鹽、過二硫酸鹽和鉍酸鈉等強氧化劑盡管較為常用,但其氧化性都無法與六氟化鉑相提并論。
三、規律的不同
(一)漂白性規律
1.SO2 的漂白性
SO2 能使許多有色物質褪色,但其褪色原理不同:
(1)還原性褪色:SO2 能使溴水、酸性 KMnO4 溶液褪色,利用 SO2 的還原性。
(2)漂白性褪色:SO2 能使品紅溶液褪色,利用 SO2 的漂白性。
(3)酸性褪色:SO2 能使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色,利用 SO2 的酸性氧化物的性質。
2.常見的用于漂白的物質的比較
常見的用于漂白的物質的特點比較如下:
(二)氧化性的規律
1.反應關系規律
氧化劑得到電子,化合價降低,被還原為還原產物;而還原劑失去電子,化合價升高被氧化為氧化產物。據此知,任意一個氧化還原反應,氧化劑的氧化能力大于氧化產物的氧化能力,還原劑的還原能力大于還原產物的還原能力。
2.知識線索關系規律
3.常見氧化劑與其還原產物規律
常見氧化劑與其還原產物規律如下:
4.常見還原劑
常見還原劑如下:
5.氧化劑的強弱判斷規律
(1)方法 1 ,依據“三度”判斷(“三度”即濃度、溫度、酸堿度)
一般情況下,濃度越大,溫度越高,氧化劑的氧化性(或還原劑的還原性)越強;酸堿度是影響氧化性強弱的重要因素。例如①熱HNO3的氧化性強于冷HNO3的氧化性;②HNO3濃的氧化性強于稀HNO3的氧化性;③KMnO4 在酸性條件下具有較強的氧化性,常溫下即可和濃鹽酸反應制取氯氣。
(2)方法 2,根據“三表”判斷
①根據元素周期表判斷
同主族元素(從上到下):非金屬原子(或單質)氧化性逐漸減弱,對應陰離子還原性逐漸增強;金屬原子還原性逐漸增強,對應陽離子氧化性逐漸減弱。
同周期主族元素(從左到右):單質還原性逐漸減弱,氧化性逐漸增強;陽離子氧化性逐漸增強,陰離子還原性逐漸減弱。
②根據金屬活動性順序表判斷
③根據非金屬活動性順序表判斷
(3)方法 3 ,依據“兩池”判斷
①用惰性電極電解混合溶液時,在陰極先得電子的陽離子氧化性較強,在陽極先失電子的陰離子還原性較強。
②兩種不同的金屬構成原電池的兩極。負極是電子流出的極,正極是電子流入的極。則兩種金屬的還原性:正極小于負極。
(4)方法 4 ,依據反應條件來判斷
當不同的氧化劑作用于同一還原劑時,若氧化產物價態相同,可依據反應條件的難易程度來判斷氧化劑氧化性的相對強弱,一般來說反應條件越苛刻,說明反應越難發生(即氧化劑得電子越困難),則對應氧化劑的氧化性越弱。
(5)方法 5 ,依據反應的能量變化判斷
①當 H2+X2 === 2HX Δ H1=-Q1,H2+Y2 === 2HY
Δ H2=-Q2,Q1>Q2,X2 氧化性更強。
②當原子得電子(相同數目)形成穩定結構的陰離子時,放出的能量越多,生成的離子越穩定,其原子氧化性越強。
③當元素原子失去相同數目電子形成陽離子時,放出的能量越多,越易失電子,其還原性越弱。
綜上所述,有氧化性的基本都可以用來漂白,只是漂白的速率、效果有區別而已,但能漂白的不一定是有氧化性的物質。
(責編 盧建龍)