Окислительно-восстановительные реакции. Окислительно-восстановительными реакциями(ОВР) называют химические процессы, сопровождающиеся переносом электронов от одних молекул или ионов к другим

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называют химические процессы, сопровождающиеся переносом электронов от одних молекул или ионов к другим, в результате чего происходит изменение степени окисления элементов, входящих в соединения.

Степень окисления (С.О.)– это условный заряд атома элемента, вычисленный из предположения, что все связи в молекуле соединения являются ионными. При вычислении С.О. какого-либо элемента следует знать те элементы, которые в своих соединениях проявляют всегда одну степень окисления (табл. 3). В любой окислительно-восстановительной реакции имеют место два взаимосвязанных процесса: окисление и восстановление.

Окисление – процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. При окислении С.О. элемента повышается: Al⁰ – 3e^- ® Al³⁺. Восстановление – процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. В этом случае С.О. элемента понижается: Fe³⁺ + 1 e^- ® Fe²⁺.

Восстановители – это частицы (атомы, молекулы, ионы) которые отдают электроны, сами при этом они окисляются. Окислители – это частицы, которые принимают электроны, сами при этом они восстанавливаются.

Таблица 3.

Элементы с постоянной степенью окисления

С.О.	Элементы
	Простые вещества
+1	H (кроме гидридов: CaH2, NaH), Щелочные металлы: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
+2	Щелочно-земельные металлы: Be, Mg,Ca, Ba, Sr, а также d-элементы: Zn, Cd
+3	B, Al
-2	O (кроме H2O2 и OF2)

 

Рассмотрим алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса, суть которого заключается в уравнивании числа электронов, отданных восстановителем, и числа электронов, принятых окислителем.

1. Записывают молекулярное уравнение реакции, например:

PbS + H₂O₂ ® PbSO₄ +H₂O

2. Определяют степени окисления атомов всех элементов в исходных веществах и продуктах реакции:

3. Находят элементы, атомы которых изменяют степени окисления. В данном случае это S и O.

4. Определяют окислитель и восстановитель. Записывают электронные схемы окисления и восстановления. Определяют процессы окисления и восстановления. Подбирают коэффициенты, на которые следует умножить уравнения электронного баланса перед их суммированием.

S^-2 – 8e^- ® S⁺⁶ 1 – окисление

Восст-ль

O^-1 + 1e^- ® O^-2 8 – восстановление

Окислительиььььь

S^-2 + 8O^-1 ® S⁺⁶ + 8O^-2

Z = –2+(–8) = –10 Z = +6+8 (–2)= –10

5. Составляют суммарное уравнение электронного баланса, в котором расставляют коэффициенты с учетом числа принятых и отданных электронов. Проверяют равенство зарядов: сумма зарядов в левой части уравнения должна совпадать с суммой зарядов в правой части.

6. Расставляют коэффициенты в уравнении реакции, соответствующие числу электронов, участвующих в процессе. Далее уравнивают число атомов, не участвующих в окислении-восстановлении: число атомов металлов, не изменивших С.О.; ионы кислотных остатков, не изменивших С.О.; число атомов водорода. Проверка правильности расстановки коэффициентов осуществляется подсчетом общего числа атомов кислорода слева и справа.