Redoxní reakce

dochází k přenosu elektronů mezi reaktanty
oxidační čísla* některých prvků se mění
- např.: $C u^{0} + 2 F e^{I I I} C l_{3} \to C u^{I I} C l_{2} + 2 F e^{I I} C l_{2}$
Oxidace
- reakce, při které oxidovaná látka ztrácí elektrony
- oxidační číslo roste
- oxidační činidlo (oxidovadlo)
  - látka, která je schopna oxidovat jinou látku
  - pokud má látka maximální oxidační číslo, může mít pouze oxidační účinky
Redukce
- je reakce, při které redukovaná látka získává elektrony
- oxidační číslo klesá
- redukční činidlo (redukovadlo)
  - látka, která je schopna redukovat jinou látku
  - pokud má látka minimální oxidační číslo, může mít jen redukční účinky
oxidace a redukce probíhají vždy současně
Redoxní rovnováha
- počet elektronů uvolněných se rovná počtu elektronů přijatých
- každá dvojice, ve které se liší počet elektronů na začátku a na konci se nazývá redoxní systém

Redoxní rovnice

platí pravidlo, že počet elektronů uvolněných při oxidaci je roven počtu elektronů přijatých při redukci

Postup

známe reakční scéma

$A s_{2} S_{3} + H N O_{3} + H_{2} O \to H_{3} A s O_{4} + N O + H_{2} S O_{4}$

zjistíme, u kterých prvků došlo k oxidaci a u kterých k redukci (určíme oxidační čísla)

$A s_{2}^{I I I} S_{3}^{- I I} + H^{I} N^{V} O_{3}^{- I I} + H_{2}^{I} O^{- I I} \to H_{3}^{I} A s^{V} O_{4}^{- I I} + N^{I I} O^{- I I} + H_{2}^{I} S^{V I} O_{4}^{- I I}$

zapíšeme dílčí reakce
- oxidace:
  - $2 A s^{I I I} - 2 \cdot 2 e^{-} \to 2 A s^{V} (4 e^{-})$
  - $3 S^{- I I} - 3 \cdot 8 e^{-} \to 3 S^{V I} (24 e^{-})$
  - celk. $28 e^{-}$
  - redukce:
    - $N^{V} + 3 e^{-} \to N^{I I} (3 e^{-})$
    - celk. $3 e^{-}$
dosadíme do reakčního schématu
- $3 A s_{2} S_{3} + 28 H N O_{3} + 4 H_{2} O \to 6 H_{3} A s O_{4} + 28 N O + 9 H_{2} S O_{4}$

disproporcionace
- speciální typ redoxní reakce
- jedna látka zároveň oxiduje a redukuje

Elektrolýza

je to rozklad disociovaných elektrolytů stejnosměrným elektrickým proudem
elektrolytizovat lze roztoky nebo taveniny elektrolytů
elektrický proud je přenášen do roztoku pomocí dvou elektrod
- Katoda
  - záporně nabitá elektroda
  - přitahuje kationty
  - na katodě probíhá redukce, látka zde příjmá elektrony
  - při elektrolýze se na katodě vylučuje čistý kov
- Anoda
  - kladně nabitá elektroda
  - přitahuje anionty
  - na anodě probíhá oxidace, látka odevzdává elektrony
produkty na elektrodách mohou dále reagovat
- s elektrodou v tzv. katodovém prostoru
- s rozpouštědlem v tzv. anodovém prostoru
- mohou proto vznikat různé produkty při eletkrolýze tavenin a roztoků
  - např.: elektrolýza taveniny a roztoku $N a C l$
    - tavenina:
      - $2 N a C l \to 2 N a^{+} + 2 C l^{-} \to 2 N a + C l_{2}$
    - roztok:
      - $2 N a C l + 2 H_{2} O \to 2 N a^{+} + 2 C l^{-} + 2 H_{2} O$
      - anoda: $2 C l^{-} \to C l_{2}$
      - katoda: $2 N a^{+} + 2 H_{2} O \to 2 N a + 2 H_{2} O \to 2 N a O H + H_{2}$
elektrolýza se využívá při výrobě některých prvků nebo k ochraně kovů před korozí

Beketova řada kovů

kovy lze seřadit podle jejich elektrodových potenciálů - $E_{o x / r e d}$ -
- podíl schopnosti jejich kationtu redukovat se na kov
- elektrodový potenciál se měří jako rovnovážné napětí galvanického článku ve kterém je jedna elektroda vodíková a druhá je tvořena kovem, který je ponořen do roztoku soli tohoto kovu

zleva doprava:
- roste elektrodový potenciál
- klesá reaktivita
- klesá schopnost tvořit kationty
- klesá schopnost kationtů redukovat se na kov podle této řady lze charakterizovat reaktivitu kovů takto:
- kov substituuje z roztoku kationty všech kovů, které jsou napravo od něj
  - např.:
    - $F e + C u S O_{4} ⟶ C u + F e S O_{4} C u + F e S O_{4} ⟶ reakce neprobíhá$
- pouze kovy nalevo od vodíku reagují se zředěnými kyselinami a uvolňují vodík
  - např.: $Z n + 2 H C l ⟶ Z n C l_{2} + H_{2} O$
  - nejreaktivnější jsou schopny uvolnit vodík i z vody
    - např.: $2 K + H_{2} O ⟶ 2 K O H + H_{2}$
- kovy, které leží napravo od vodíku reagují jen s kyselinami, které mají oxidační účinky, vodík se při tom neuvolňuje
  - např.: $3\ Cu+8\ HNO_{3}\longrightarrow{3\ Cu(NO_{3}){2}+2\ NO+4\ H{2}O}$
  - ostatní kovy reagují pouze za přítomnosti oxidačního činidla