Окислительно-восстановительными называются реакции, в результате которых хотя бы один элемент изменил свою степень окисления.

При этом атомы, молекулы и ионы, отдающие электроны, называются восстановителями. Во время реакции они окисляются.

AI⁰ ─ 3ē → AI⁺³ ; Н⁰₂ ─ 2ē → 2Н⁺; 2CI^- 2ē → CI⁰₂

При окислении степень окисления повышается.

Атомы, молекулы или ионы,, присоединяющие электроны, называются окислителями. В ходе реакции они восстанавливаются.

S⁰ + 2ē → S^-2; CI₂ + 2ē → 2CI^-; Fe⁺³ + ē → Fe⁺²

При восстановлении степень окисления понижается.

Окисление всегда сопровождается восстановлением, и наоборот, восстановление всегда связано с окислением. Таким образом, окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов.

Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяеых окислителем.

На основании этого составляется электронный баланс и расставляются коэффициенты в уравнени-ях окислительно-восстановительных реакций.

6ē

2AI⁰ + 3S⁰ → AI⁺³₂ S^-2₃

AI⁰ ─ 3ē → AI⁺³ 2 (окисление)

S⁰ + 2ē → S^-2 3 (восстановление)

При подборе коэффициентов используют понятие степень окисления.

Степень окисления – это условная цифровая величина,численно равная количеству электронов, которые “потерял” или “приобрел” данный атом по сравнению с его нейтральным состоянием.

Степень окисления обозначают арабскими цифрами со знаком (+) или (-) перед цифрой. Алгеб-

раическая сумма степеней окисления атомов в молекуле всегда равна нулю.

Na₂CO₃ степень окисления Na +1, C+4, O-2, сумма (+1 × 2) + (+4) + (-2 × 3) ═ 0

Есть атомы таких химических элементов, степень окисления которых во всех сложных соединени-ях является величиной постоянной. Так, металлы Ia- и IIa-групп в сложных соединениях всегда имеют степень окисления, равную номеру группы, атомы водорода и кислорода в сложных соединениях имеют соответственно степени окисления +1 и ─2. В простых веществах атомы име-

ют степень окисления, равную нулю, что соответствует по определению степени окисления нейт-

рального атома.

Существует несколько способов составления уравнений окислительно-восстановительных реак-

ций, одним из них является метод электронного баланса, основанный на определении общего числа перемещающихся электронов.

Рассмотрим два примера:

а) AI⁰ + Mn⁺⁴O₂ ═ Mn⁰ + AI⁺³₂O₃

Определяем, атомы каких элеентов изменили степень окисления:

AI⁰ → AI⁺³; Mn⁺⁴ → Mn⁰

Определяем число потерянных и полученных электронов:

AI⁰ (потерял) ─ 3ē → AI⁺³; Mn⁺⁴ (получил) + 4ē → Mn⁰

Число отдаваемых и присоединяемых электронов должно быть одинаковым:

восстановитель AI⁰ ─ 3ē → AI⁺³ 3 12 4 4AI⁰ ─ 12ē → 4AI⁺³ окисление

окислитель Mn⁺⁴ +4ē → Mn⁰ 4 3 3 Mn⁺⁴ +12ē →3 Mn⁰ восстановление

Наименьшее общее кратное равно 12.

Основные коэффициенты при окислителе и восстановителе переносим в уравнение реакции:

4AI + 3MnO₂ ═ 3Mn + 2AI₂O₃

б) Cu⁰ + HN⁺⁵O₃ (конц.) ═ Cu⁺² (NO₃)₂ + N⁺⁴O₂ + H₂O

восстановитель Cu⁰ ─ 2ē ═ Cu⁺² 2 2 1 Cu⁰ ─ 2ē ═ Cu⁺² окисление

окислитель N⁺⁵ + 1ē ═ N⁺⁴ 1 2 2 N⁺⁵ + 2ē ═ 2N⁺⁴ восстановление

С учетом электронного баланса, количества кислотных остатков и воды переносим основные коэффициенты в уравнение реакции:

Cu + 4HNO₃ ═ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Дата добавления: 2015-07-17