ЛЕКЦИЯ № 8
ТЕМА: ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
Вопросы:
Понятие ОВР.
Типы ОВР.
Типичные окислители и восстановители.
Окислительно-восстановительные свойства кислот.
Составление уравнений ОВР методом электронного баланса и методом полуреакций.
Понятие овр.
Все химические реакции можно разделить на два типа.
– к первому типу относятся реакции, которые идут без изменения степени окисления атомов реагирующих веществ. Это реакции обмена и некоторые реакции соединения и разложения. Например:
В этих случаях степень окисления каждого из атомов до и после реакции остается без изменения.
– ко второму типу относятся реакции, которые идут с изменением степени окисления атомов реагирующих веществ.
Реакции, при которых изменяются степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными.
Это реакции замещения, а также некоторые реакции соединения и разложения. Например:
Например, в реакции:
– замещения |
|
медь н железо изменяют свои степени окислении: степень окисления меди понижается от + 2 до 0, степень окисления железа повышается от 0 до + 2. Ион меди (II) присоединяет два электрона – восстанавливается:
– процесс восстановления
Атом железа отдает два электрона – окисляется:
– процесс окисления
– соединения
– разложения |
|
Окислительно-восстановительная реакция — это единый процесс, состоящий из двух разных полуреакций: полуреакции окисления и полуреакции восстановления, которые идут одновременно.
Окисление - это процесс потери электронов атомом, молекулой или ионом.
Восстановление — это процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.
Окислителем называется вещество, атомы, молекулы или ионы которого присоединяют электроны:
Окислитель восстанавливается в процессе восстановления. Восстановителем называется вещество, атомы, молекулы или ионы которого отдают электроны:
Восстановитель окисляется в процессе окисления. Например:
Так как электрон заряжен отрицательно, то при окислении степень окисления (окислительное число) атома изменяется в положительную сторону, а при восстановлении — в отрицательную.
При рассмотрении ОВР очень важным является понятие степень окисления атома.
Cтепень окисления – это условный заряд атома в соединении, вычисленный исходя из предположения, что данный атом связан с другими ионной связью.
Это формальная величина, подсчитываемая исходя из формулы соединения при условном допущении, что данный атом связан с другими ионной связью. В силу формального подхода, можно не принимать в расчет действительный тип связи и не учитывать, переходят ли электроны с одного атома на другой или только смещается электронное облако общей электронной пары. В высших степенях окисления все элементы склонны образовывать соединения с ковалентной связью между атомами этого элемента и другими атомами, а не ионной. Так, в ионе МпО4- связь между атомами кислорода и марганца — ковалентная полярная, и заряд на атоме марганца отнюдь не +7 (как степень окисления, подсчитанная по формальным правилам), а гораздо меньше. Поэтому, говоря, что при восстановлении Мп(+7) до Мп(+2) атом этого элемента принимает 5 электронов, мы допускаем большую условность. Правильнее говорить, что ион МпО4- превращается в ион Мп2+, совершенно не касаясь при этом вопроса о том, каковы заряды на атомах Мп и О в ионе МпО4-. Число же электронов, которые переходят от восстановителя к окислителю при таком превращении, равно пяти - в этом мы убедимся позже. Таким образом, применяя заведомо условный, формальный подход (степень окисления), мы тем не менее получаем верный количественный результат (число электронов, переходящих от восстановителя к окислителю).