ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ. Реакции, протекающие с изменением степеней окисления одного или нескольких реагирующих веществ, называются окислительно-восстанови-тельными .

Реакции, протекающие с изменением степеней окисления одного или нескольких реагирующих веществ, называются окислительно-восстанови-тельными.

Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, рассчитанный исходя из предположения, что она состоит из ионов. При определении степени окисления пользуются следующими правилами:

1) степень окисления атома в молекулах простых веществ равна нулю, например:

Сl₂ °, Na°, Н₂°

2) степень окисления водорода во всех соединениях, кроме гидридов, равна +1;

3)степень окисления кислорода во всех соединениях, кроме фторида кислорода OF₂ и перекисных соединений, равна -2;

4) молекула простого вещества электронейтральна, т. е. сумма степеней окисления всех атомов молекулы равна нулю.

Рассчитаем степень окисления хрома в бихромате калия K₂Cr₂O₇

2 * (+1) + 2 x + 7 * (-2) = 0 2х = 12 x = +6

Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны, называются восстановителями, процесс отдачи электронов называется окислением. Атомы, молекулы или ионы, принимающие электроны, называются окислителями, процесс принятия электронов называется восстановлением. В окислительно-восстановительной реакции число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

Окислительно-восстановительные свойства зависят от строения цен-тральных атомов и проявляемой степени окисления. В периоде с ростом заряда ядра окислительные свойства возрастают, а восстановительные уменьшаются. В главных подгруппах сверху вниз окислительные свойства уменьшаются, восстановительные – увеличиваются.

Вещества, в состав которых входят элементы в высшей положительной степени окисления, являются окислителями, например:

_{+7 +6 +5 +6}

КМnО₄ К₂Сr₂О₇ HNO₃ H₂SO₄ (конц.)

Вещества, в состав которых входят элементы в отрицательной степени окисления, являются восстановителями, например:

_{-2 -3 -1}

Н ₂S HN₃ KI

Вещества, с промежуточной степенью окисления центрального атома, могут быть и окислителями, и восстановителями, например:

_{-1 +4 +3}

H₂O₂ Na₂SO₃ NaNO₂

Глубина изменения степени окисления центральных атомов зависит от температуры, концентрации и активности реагентов, а также от рН среды. Например, перманганат-ион, в зависимости от рН среды, восстанавливается следующим образом:

Н⁺

¾¾¾¾¾¾® Mn ²⁺

Н₂О

MnO₄^- ¾¾¾¾¾¾¾¾¾® MnO₂

OН^-

¾¾¾¾¾¾® MnO₄^2-

Ход реакции зависит и от силы окислителя и восстановителя, например, тиосульфат-ион окисляется, в зависимости от силы окислителя, по схеме: сильный окислитель (С1₂)

¾¾¾¾¾¾¾¾¾® 2 S О₄ ^2-

окислитель средней силы (Br₂)

S₂ О₃ ^2- ¾¾¾¾¾¾¾¾¾® S + S О₄ ^2-

слабый окислитель (1₂)

¾¾¾¾¾¾¾¾¾® S₄ О₆ ^2-

Способы составления уравнений

окислительно-восстановительных реакций

Применяется два метода составления уравнений окислительно-восста-новительных реакций: электронного баланса и электронно-ионный (метод полуреакций).

Метод электронного баланса

Этот метод основан на сравнении степеней окисления атомов, вхо-дящих в состав исходных и конечных веществ. Метод, в основном, при-меняется для составления уравнений реакций, идущих вне растворов.

Например:

1. Составляем схему реакции:

Fe S₂ + O₂ ® Fe₂ O₃ + S O_2.

2. Определяем элементы, изменяющие степени окисления.

3. Составляем схему электронного баланса:

2 2 Fe ⁺² ­ 2 e = 2 Fe ⁺³

4 S^-1 - 20 e = 4S⁺⁴

11 O₂ - 4e = 2 О^-2

4. В уравнении записываем коэффициенты у окислителя и восстано-вителя.

4 Fe S₂ + 11O₂ = 2 Fe₂ O₃ + 8 S O_2..

Недостатком метода является то, что баланс не отражает изменений, происходящих с атомами и молекулами в ходе реакции, а также трудности, возникающие при определении продуктов достаточно сложных реакции.

Окислительно-восстановительные реакции можно разделять на следующие типы:

1. Межмолекулярные – степени окисления меняют разные элементы,входящие в состав разных веществ.

Н₂ + С1₂ = 2НС1

2. Внутримолекулярные – степень окисления меняют разные элементы, входящие в состав одного вещества.

_{+5 -2 -1 0}

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂

3. Реакции диспропорционирования (самоокисления – самовосстанов-ления), в таких реакциях одинаковые частицы являются окислителем и восстановителем:

_{0 -1 +1}

С1₂ +Н₂О = НСl + НСlО

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: