Окисление — процесс отдачи электронов атомами, ионами или молекулами.
Пример:
атом калия теряет электрон, то есть окисляется.
При этом калий превращается в положительно заряженный ион:
K0−1e−→K+.
Обрати внимание!
В процессе окисления степень окисления повышается.
Восстановление — процесс присоединения электронов атомами, ионами или молекулами.
Пример:
атом серы присоединяет два электрона, то есть восстанавливается.
При этом сера превращается в отрицательно заряженный ион:
S0+2e−→S−2 .
Обрати внимание!
В процессе восстановления степень окисления понижается.
2. Окислители, восстановители
Теория:
Окислителями называются атомы, ионы или молекулы, принимающие электроны.
Типичные неметаллы, как правило, проявляют окислительные свойства. Самым сильным окислителем из простых веществ является фтор.
Принимая электроны, окислители восстанавливаются. Происходит процесс восстановления. При этом степень окисления понижается.
Восстановителями называются атомы, ионы или молекулы, отдающие электроны.
Типичные металлы проявляют восстановительные свойства. К восстановителям относится также водород.
Отдавая электроны, восстановители окисляются. Происходит процесс окисления. При этом степень окисления повышается.
Ионы металлов и неметаллов могут принимать или отдавать электроны в зависимости от их степени окисления (заряда иона).
Пример:
ион двухвалентного железа может вести себя как восстановитель, отдавая один электрон, и сам при этом окисляться:
|
|
|
Fe2+−1e−→Fe3+
— или как окислитель может присоединять электроны и сам при этом восстанавливаться:
Fe2++2e−→Fe0.
Атомы, ионы или молекулы, способные как принимать, так и отдавать электроны, обладают окислительно-восстановительной двойственностью, то есть могут являться как восстановителями, так и окислителями.
Обрати внимание!
Атомы в высшей степени окисления являются только окислителями, так как могут только присоединять электроны.
Обрати внимание!
Атомы в низшей степени окисления являются только восстановителями, так как могут только отдавать электроны.
3. Окислительно-восстановительные реакции
Теория:
Окислительно-восстановительными реакциями называются химические реакции, которые протекают с изменением степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества.
Общая схема окислительно-восстановительной реакции (ОВР) выглядит следующим образом:
Обрати внимание!
Происходят одновременно два процесса: окисление и восстановление.
При этом восстановитель отдаёт свои электроны окислителю в ходе ОВР.
|
|
|
Пример:
рассмотрим схему ОВР взаимодействия железа с соляной кислотой:
Fe+HCl→FeCl2+H2↑.
При этом катион водорода принимает электрон:
H++e−→H0;
железо отдаёт электроны:
Fe0−2e−→Fe+2.
Таким образом, в данной реакции ион водорода является окислителем, сам при этом восстанавливается. Происходит процесс восстановления водорода до простого вещества. Степень восстановления водорода понижается.
Железо является окислителем, само при этом окисляется. Происходит окисление железа, его степень окисления повышается.
Уравнения ОВР
Теория:
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций (ОВР) с расстановкой коэффициентов простым подбором, как правило, затруднительно.
Для составления уравнений ОВР используют метод электронного баланса.
Метод основан на том, что в ОВР соблюдается правило:
общее число электронов, отданных восстановителем, равно общему числу электронов, принятых окислителем.
Чтобы составить уравнение ОВР методом электронного баланса, нужно:
· записать схему реакции;
· указать степени окисления и определить элементы, которые меняют степень окисления;
· составить уравнения процессов окисления и восстановления;
|
|
|
· уравнять число присоединённых и отданных электронов, введя множители, использовав наименьшее общее кратное;
· подставить найденные коэффициенты перед формулами веществ, содержащих эти частицы;
· расставить коэффициенты перед формулами остальных веществ методом подбора;
· проверить правильность расстановки коэффициентов.
Пример:
при взаимодействии сероводорода с кислородом ион серы и кислород изменяют степени окисления; записываем уравнения процесса окисления серы и восстановления кислорода:
2H+12S−2+3O02→2S+4O−22+2H+12O−2.
S−2−→−−6eS+42O0−→−+4e2O−2∣∣∣∣Н.О.К12∣∣∣∣Коэф.23∣∣∣∣ок−ся, восст−львосст−ся, ок−ль
Наименьшее общее кратное (НОК) равно 12. Соответственно, коэффициент перед сероводородом — 2; перед кислородом — 3.
Правильность расстановки коэффициентов проверим по числу атомов кислорода. В левой и в правой частях уравнения содержится по 6 атомов кислорода.
Классификация химических реакций
Теория:
При классификации химических реакций их можно разделить на две большие группы по признаку, происходят они с изменением степеней окисления (то есть окислительно-восстановительные) или без изменения степеней окисления.
|
|
|
Обрати внимание!
Степень окисления простых веществ равна нулю.
В сложных веществах степень окисления принимает отрицательные или положительные значения. Делаем вывод.
Обрати внимание!
К окислительно-восстановительным реакциям (ОВР) относятся все реакции замещения, разложения, соединения с участием простых и сложных веществ.
Fe0+2H+Cl−=Fe+2Cl−2+H02↑⏐⏐.
Обрати внимание!
Реакции обмена протекают без изменения степеней окисления.
Пример:
при взаимодействии нитрата серебра с соляной кислотой происходит обмен кислотными остатками, степени окисления кислотных остатков, а также металла и водорода, не изменяются.
Ag+N+5O−23+2H+Cl−=Ag+Cl−⏐↓⏐+H+N+5O−23.
Для определения степени окисления атома в сложном веществе можно принять неизвестную степень окисления атома элемента за x и решить уравнение, используя то, что сумма всех степеней окисления в формуле равна нулю.
Пример:
определим степень окисления хлора в формуле:
Для этого запишем известные степени окисления водорода и кислорода, степень окисления хлора принимаем за x.
Решив уравнение, получаем искомую степень окисления хлора: +5.
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 207; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!