诱导反应 化学一班 蒋肖丽 03081005
诱导反应分为两种: 链锁反应和偶联反应 可由诱导因数 F i来区分 F i =诱导反应的克当量数/主要反应的克当量数 在链锁反应中, F i 随着受诱体对诱导体比率增大而无限增大。 F i接近于有限小值(如1/2,1,2)-----偶联反应 关于偶联反应的其中一种说法:诱导反应的总反应,即 是主要反应和诱导反应的和,叫做偶联反应。
Fe2+被H2O2氧化,诱导了一个链锁分解反应 反应机理如下: (一)链锁反应 从分析观点看, 只是由于加入 过量的Fe2+ 促进 终止反应(1)时, 才能观测到化学 计量反应。 Fe2+被H2O2氧化,诱导了一个链锁分解反应 反应机理如下: (1)+(2)得到预期化学计量反应 氢氧自由基还会促使H2O2分解而形成链锁反应 (3)+(4)得到诱导反应
当有机物时 如果氧存在 (6)导致过氧化物的诱导还原,(8)诱导空气氧化Fe(Ⅱ),测定过氧 化物的结果的高低取决于这两个反应的竞争。 自由基RO.会重排 (6)导致过氧化物的诱导还原,(8)诱导空气氧化Fe(Ⅱ),测定过氧 化物的结果的高低取决于这两个反应的竞争。 实验结果表明,用Fe(Ⅱ)的方法测出的有机过氧化氢的 表观过氧化物的含量在过氧化物真实含量的17-690%之间。
分析化学中各种诱导空气氧化的反应是重要的。 最早被观测到的一个经典例子是空气氧化Sn(Ⅱ), 它被Sn(Ⅱ)和重铬酸盐的反应所诱导,其中98 分析化学中各种诱导空气氧化的反应是重要的。 最早被观测到的一个经典例子是空气氧化Sn(Ⅱ), 它被Sn(Ⅱ)和重铬酸盐的反应所诱导,其中98.3%的 Sn(Ⅱ)有大气氧所氧化,重铬酸盐只氧化了1.7% 。 下面一些还原剂与氧化剂之间的反应都有大气氧 的诱导反应发生: SnCl2 + KMnO4 ,O3 ,H2O2 或 ClO2 H2SO4 + K2Cr2O7 ,KMnO4 ,K2S2O8 或 H2O
空气氧化碘化物的反应,能被碘化物与过硫酸盐,高铁, 铁氰化物或V(Ⅴ)所诱导
在容量分析中,诱导反应往往是有害的。 如用KMnO4法滴定Fe2+时,不宜在HCl介质中进行, 否则会诱导KMnO4和Cl-的反应,多消耗KMnO4 , 从而造成分析误差。 除了消极因素以外,也有积极因素。我们可以利用 诱导因数很大的反应,进行选择性的分离和鉴定。 例如:Pb(Ⅱ)被HSnO2-还原为Pb的反应很慢,但有少量 Bi(Ⅲ)存在时, Pb(Ⅱ)可立即被还原。
过程: (2) (1) Bi(Ⅲ) Bi(Ⅱ) Bi Sn(Ⅱ) Sn(Ⅱ) 反应中产生氧化物Bi(Ⅱ) ,它能立即与Pb(Ⅱ)反应: (3) 2Bi(Ⅱ)+Pb(Ⅱ) 2Bi(Ⅲ)+Pb 形成(1)至(3)的链锁反应。 利用这个反应鉴定Bi3+时,比直接用Na2SnO2鉴定Bi3+ 的灵敏度高250倍。
(二)偶联反应 为什么呢 一个偶联反应包含两种氧化剂和同一种还原剂的反应, 其中一种反应在热力学上不利于单独进行。 例如: 2Cr(Ⅵ)+ 3Mn(Ⅱ)2Cr(Ⅲ) + 3Mn(Ⅳ) (9) ------这个反应前进的方向不符合热力学的要求。 事实上,逆反应进行得很慢。 如果As(Ⅲ)与重铬酸盐的反应在Mn(Ⅱ)存在下进行, 每一个当量的Cr(Ⅵ)被As(Ⅲ)还原的同时有0.5当量 被Mn(Ⅱ)还原。 为什么呢 机理
无Mn(Ⅱ)存在时 Cr(Ⅵ) + As(Ⅲ) Cr(Ⅳ) + As(Ⅴ) (10) Cr(Ⅵ) + Cr(Ⅳ) 2 Cr(Ⅴ) (11) Cr(Ⅴ) + As(Ⅲ) Cr(Ⅲ) + As(Ⅴ) (12) (10)+(11)+2*(12)得主反应 2Cr(Ⅵ) + 3As(Ⅲ) 2 Cr(Ⅲ) + 3As(Ⅴ) Mn(Ⅱ)存在时,不稳定的Cr(Ⅳ)按下式反应 Cr(Ⅳ)+ Mn(Ⅱ) Mn(Ⅲ)+ Cr(Ⅲ) 无稳定剂时,Mn(Ⅲ)歧化 2Mn(Ⅲ) Mn(Ⅱ)+ Mn(Ⅳ) 总反应: 2Cr(Ⅵ)+2 As(Ⅲ)+Mn(Ⅱ) 2Cr(Ⅲ)+2As(Ⅴ)+Mn(Ⅳ) -----主反应和表观诱导反应(9)以2/1的关系合并所得 一个热力学上不可能发生的反应由于与一个热力学有利的反应 相偶联而发生。
可以说明:偶联反应在某些情形下,可用于 诱导那些在热力学上不能单独进行的反应。 在许多情形中,偶联指数的测定为复杂的氧 还原化反应的机理提供重要的线索。 偶联指数: 在偶联反应中,反应接受者的当量数 对偶联反应中的诱导者的当量数的比率。
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