Главная | Обратная связь

Применение окислительно-восстановительных реакций для детоксикации.

Реакции окисления и восстановления применяются для перевода токсичных и вредных примесей в нетоксичные или нерастворимые. На этих реакциях основаны, например, удаление железа и марганца из природных вод, детоксикация цианидов и хроматов при очистке сточных вод. Окислителями могут быть хлор и хлорсодержащие реагенты:

NaCN + Cl₂ + 2NaOH = NaCNO + 2NaCl + H₂O.

Образовавшиеся цианаты гидролизуются, образуя безвредные соединения:

2NaCNO + 4Н₂O = (NH₄)₂CO₃ + Na₂СO₃.

Например, обнаружилось, что при электролизе крови, в которой всегда содержится хлорид натрия, в виде промежуточного продукта образуется гипохлорит натрия, который обладает рядом свойств:

• выраженным антибактериальным действием;

• резким повышением чувствительности бактерий к антибиотикам;

• детоксицирующим действием при местном и внутрисосудистом использовании путем окисления различных субстратов;

• дезинфицирующим действием и др.

Благодаря своим свойствам гипохлорит натрия получил широкое применение в медицине и, благодаря своим параметрам, совместим с внутренней средой организма. В микробиологических экспериментах на бактериях было однозначно показано, что 0.6% гипохлорит натрия оказывает выраженное бактерицидное действие на несколько видов микробов.

Высококонцентрированные растворы гипохлорита натрия с успехом используются как дезинфицирующие и стерилизующие средства для медицинского оборудования и хирургического инструментария.

Коррозия металлов

Коррозия (от лат. corrodere - разъедать) - самопроизвольное разрушение металлических материалов под химическим воздействием окружающей среды. Коррозию можно рассматривать как проявление самопроизвольной способности металлов превращаться в окисленные формы. Коррозия представляет собой окислительно-восстановительный процесс, сопровождающийся переходом металла в ионное состояние. Разрушение металла (или сплава) при соприкосновении с раствором электролита с возникновением в системе электрического тока называется электрохимической коррозией. Электрохимическая коррозия может возникать при взаимодействии металлов с биологическими жидкостями (например, в полости рта), содержащими электролиты.

В атмосферных условиях роль электролита играет водяная пленка на металлической поверхности, в которой растворены электропроводящие примеси. Электродами являются сам металл и содержащиеся в нем примеси. В таком гальваническом элементе примеси, имеющие большее значение электродного потенциала, играют роль катода, а сам металл является анодом.

При анодных процессах ионы металла переходят из кристаллической решетки металла в раствор, а в металле остаются избыточные электроны. По металлу эти электроны перемещаются к катодам и вызывают протекание на них катодных процессов:

2Н⁺ + 2е = Н₂;

0₂ + 2Н₂0 + 4е = 40Н^-

Из приведенных выше уравнений видно, что повышение концентрации ионов Н⁺ или молекул кислорода приводит к усилению процесса коррозии, так как катодные процессы при этом ускоряются. При соприкосновении двух различных металлов процесс коррозии протекает в направлении растворения того из металлов, который обладает более высоким электроотрицательным электродным потенциалом (см. ряд активности металлов). Коррозия сплавов, содержащих более двух металлов и различные химические соединения металлов друг с другом, протекает сложнее. В данном случае на поверхности металла возникают гальванические пары различных видов.

На скорость коррозии влияют рН среды, температура, движение жидкости, состав и структура металла, деформация и напряжение, обработка поверхности. Повышение температуры, как правило, усиливает коррозию.

Наиболее распространенным способом защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность изолирующих покрытий.

Различают неметаллические и металлические защитные покрытия. Неметаллические покрытия (эмали, пластические массы, керамика и пр.) действуют до тех пор, пока не нарушится герметичность покрывающего слоя. Металлические покрытия наносят термическим путем (цинкование, лужение) или с помощью электролиза (никелирование, серебрение, золочение, хромирование).

По характеру защитного действия металлические покрытия принято разделять на катодные и анодные. При анодном покрытии покрывающий металл обладает более отрицательным потенциалом, чем покрываемый. Примером может служить оцинкованное железо. Герметичность анодного покрытия необязательна, так как на обнаженном участке создается пара Zn — Fe, в которой более активным является цинк. Таким образом, пока имеется слой цинка, железо на контакте с ним разрушаться не будет, а растворению подвергается цинк.

При катодном покрытии (например, никелированное железо) очень важна герметичность. Пока слой защищающего металла не нарушен, металл (Fe) хорошо сохраняется. Но при обнажении металла хотя бы в одном месте он начнет энергично разрушаться.