100

Далее происходит процесс растворения цинка. Два атома Н внедряются в связи 

Zn-Zn  и  образуют  молекулу  НZnH;  то  есть  происходит  процесс  отделения  от 
решетки  атома  цинка.  Две  основные 

( - )

ОН  группы,  оставшиеся  от  автодиссоциации 

исходных  молекул  НОН,  взаимодействуют  с  атомами  Н  гидрида  цинка  с 
образованием  двух  молекул  воды,  а  свободный  атом Zn с  двумя  валентными 
диполями  взаимодействует  со  свободными  диполями  двух  атомов  кислорода 
группы SO

4

;  в  результате  формируется  молекула ZnSO

4

.  Реакция  закончена.  Как 

видно из схемы 15, никаких переходов электронов здесь нет, и значит, что никаких 
окислительно-восстановительных реакций тоже нет. 

Таким  образом,  сущность  реакции  вытеснения  одним  металлом  другого  из 

раствора  соли  последнего  заключается  в  растворении  или  диссоциации  молекулы 
соли  и  растворении  молекул  металла  цинка  под  действием  свободного  атома 
водорода и основной ОН группы автодиссоциированных молекул воды. 

Из  сказанного  следует,  что  вода  является  весьма  реакционноспособным 

веществом; вода в реакциях вытеснения играет главную роль. 

10.5  Реакции окисления-восстановления 

Ранее  процессы,  в  которых  происходило  присоединение  кислорода  (например, 

образование  ржавчины  металлов  на  воздухе)  называли  процессами  окисления. 
Процесс  отнятия  кислорода  от  соединений  его  с  металлами  называли 
восстановлением (NiO+H

2

 → Ni+H

2

O). 

Далее  по  мере  накопления  экспериментальных  данных  понятие  об  окислении  и 

восстановлении  расширялись.  К  процессам  окисления  и  восстановления  стали 
относить  реакции  без  участия  кислорода  и  водорода.  К  реакциям  окисления  стали 
относить  также  реакции,  протекающие  в  водных  растворах.  В  общем  случае 
принимается,  что  к  реакциям  окислительно-восстановительного  типа  относятся 
реакции,  идущие  с  изменением  валентности  реагирующих  атомов.  Суть  реакции 
окисления  состоит  в  потере  электронов  окисляющимся  веществом.  Сущность 
реакции 

восстановления 

состоит 

в 

присоединении 

электронов 

восстанавливающимся 

веществом. 

Таким 

образом, 

окислительно-

восстановительные  реакции  можно  определить  как  процессы,  связанные  с 
переходом электронов от одних атомов к другим. 

Реакции,  идущие  в  водных  растворах  с  участием  кислот,  солей  и  оснований, 

начинаются  с  процесса  растворения  участвующих  компонентов  и  происходят  по 
схемам 11-14 (H

2

O+НСl, H

2

O+NaСl, H

2

O+NaOH, H

2

O+Na(металл),  кислота+металл 

(Zn+HCl) (рис. 18), реакции  вытеснения  (металл+раствор  соли))  идут  по  схеме 15. 
В  перечисленных  реакциях,  как  было  показано  нами  выше,  никакого  перехода 
электронов от одних атомов к другим не происходит. 

Известно,  что  большинство  металлов  окисляются  на  воздухе  при  обычных 

условиях  и  в  присутствии  влаги.  Процесс  окисления  особенно  ускоряется  при 
повышении 

температуры. 

Считается, 

что 

процесс 

окисления 

металлов 

осуществляется  в  присутствии  кислорода  воздуха.  Однако,  из  специальных 
экспериментов,  проведенных  нами,  следует,  что  окисление  металла  в  среде 
кислорода  при  полном  отсутствии  следов  воды  при  комнатной  температуре  не 
происходит.  Однако  окисление  металла  в  нормальных  условиях  успешно  идет  в 
присутствии  небольшого  количества  воды.  Остается  не  вполне  ясной  как  роль 
воды, так и роль кислорода в процессе окисления металла. 

В  соответствии  с  нашими  представлениями  о  молекулярном  строении  металла 

рассмотрим  механизм  его  окисления.  Например,  имеем  систему,  состоящую  из 
кристалла  никеля (1), молекул  кислорода (2) и  молекул  воды (3) (см.  схему  ниже). 
Обязательное  присутствие  паров  воды  кроме  кислорода  заключается  в  следующем. 
Известно,  что  при  комнатной  температуре  степень  диссоциации  молекул  воды 
достаточно  мала,  но  она  есть  (см.  рис. 17). При  повышении  температуры  (от 20 до