Номер 7, страница 63, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Какое значение имеют окислительно-восстановительные реакции?

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) имеют огромное значение, поскольку они лежат в основе большинства процессов, обеспечивающих существование жизни на Земле, а также являются ключевыми во многих отраслях промышленности и в быту.

Значение в живой природе

• Дыхание: Процесс клеточного дыхания — это каскад ОВР, в ходе которого органические вещества (например, глюкоза $C_6H_{12}O_6$) окисляются кислородом воздуха до углекислого газа $CO_2$ и воды $H_2O$. При этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности организма, которая запасается в виде молекул АТФ.

• Фотосинтез: Это процесс, в котором под действием солнечного света углекислый газ $CO_2$ восстанавливается до глюкозы $C_6H_{12}O_6$, а вода $H_2O$ окисляется до молекулярного кислорода $O_2$. Фотосинтез является основным источником органических веществ и кислорода на нашей планете.

• Метаболизм: Многие другие метаболические процессы, такие как расщепление жиров, белков и других питательных веществ, также включают в себя окислительно-восстановительные стадии.

Значение в промышленности и технике

• Металлургия: Получение металлов из руд — это, по сути, восстановление ионов металлов до свободных металлов. Например, в доменной печи железо восстанавливают из оксида железа(III) $Fe_2O_3$ с помощью угарного газа $CO$: $Fe_2O_3 + 3Co \rightarrow 2Fe + 3CO_2$.

• Электрохимия: На ОВР основана работа химических источников тока (гальванических элементов, аккумуляторов), где энергия химической реакции преобразуется в электрическую. Обратный процесс — электролиз — используется для получения активных металлов (Al, Na, Mg), газов ($Cl_2$, $H_2$), для рафинирования (очистки) металлов и нанесения защитных покрытий (гальваностегия).

• Химическая промышленность: С помощью ОВР производят важнейшие химические продукты: аммиак (процесс Габера-Боша: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$), азотную и серную кислоты, органические вещества (спирты, альдегиды) и полимеры.

• Энергетика: Сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа) — это экзотермические окислительно-восстановительные реакции, энергия которых используется на тепловых электростанциях для выработки электроэнергии и для отопления.

Значение в быту и окружающей среде

• Горение: Процессы горения, которые мы используем для приготовления пищи, обогрева жилищ, в двигателях внутреннего сгорания, являются быстрыми ОВР. Например, горение метана: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$.

• Коррозия металлов: Ржавление железа и коррозия других металлов — это медленные, самопроизвольные окислительно-восстановительные процессы, наносящие огромный экономический ущерб.

• Отбеливание и дезинфекция: Действие отбеливателей (например, гипохлорита натрия $NaOCl$) и дезинфицирующих средств (перекись водорода $H_2O_2$, перманганат калия $KMnO_4$) основано на их сильных окислительных свойствах, благодаря которым они разрушают красящие вещества и уничтожают микроорганизмы.

• Процессы гниения и брожения: Разложение органических остатков под действием микроорганизмов также представляет собой совокупность окислительно-восстановительных реакций.

Ответ: Окислительно-восстановительные реакции имеют всеобъемлющее значение. Они являются основой жизни (дыхание, фотосинтез), ключевыми процессами в промышленности (металлургия, химический синтез, энергетика), а также постоянно происходят в быту и окружающей среде (горение, коррозия, дезинфекция). Без этих реакций невозможно представить ни существование живых организмов, ни современную технологическую цивилизацию.