- •Кафедра «Моделирование систем и информационные технологии» окислительно-восстановительные реакции Методические указания к лабораторным работам по курсу
- •Введение
- •1.Окислительно-восстановительные реакции. Основные понятия и определения
- •2.Важнейшие восстановители и окислители
- •2.1 Восстановители
- •2.2 Окислители.
- •2) Кислоты и их соли.
- •2.3. Окислительно-восстановительная двойственность
- •3.Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса
- •4. Экспериментальная часть
- •Оглавление
- •Светлана Борисовна Белова
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
"МАТИ" - Российский государственный технологический университет
имени К.Э. Циолковского
_______________________________________________________________
Кафедра «Моделирование систем и информационные технологии» окислительно-восстановительные реакции Методические указания к лабораторным работам по курсу
«Химия»
Составители: C.Б.Белова
С.П.Белов
Н.Д.Гришина
Т.К.Горлачева
МОСКВА 2006
Введение
Важнейшими критериями, по которым проводят классификацию химических реакций являются
агрегатное состояние реагентов (реакции газовые, в растворе, твердофазные, между веществами в различных агрегатных состояниях);
вид реагирующих частиц (реакции молекулярные, ионные, радикальные);
вид переносимых частиц (реакции окислительно-восстановительные с переносом электронов, кислотно-основные с переносом протонов, образования и разрушения комплексов с переносом ионов и молекул, образования и разрушения ионных кристаллов);
вид источника энергии (реакции термохимические, фотохимические и электрохимические).
К основным типам химических реакций в неорганической химии относятся реакции ионные, окислително-восстановительные, кислотно-основные и электрохимические.
Основной характеристикой окислительно-восстановительных реакций является изменение степени окисления элементов в результате переноса элементарных химических частиц – электронов от одного элемента к другому.
1.Окислительно-восстановительные реакции. Основные понятия и определения
Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в результате которых изменяюется степень окисленности элементов.
Окисленность – неравномерность распределения электронов между атомами в соединениях.
Элемент, электроны которого смещаются к атомам другого элемента (полностью в случае ионной связи и частично в случае ковалентной полярной), проявляет положительную окисленность.
Элемент, к атомам которого смещаются электроны атома другого элемента, проявляет отрицательную окисленность.
Степень окисленности (с.о.) – число электронов, смещённых от одного атома данного элемента (при положительной окисленности) или к одному атому данного элемента (при отрицательной окисленности).
В простых веществах степень окисленности всегда равна 0.
В химических соединениях некоторые элементы проявляют всегда одну и ту же степень окисленности, но для большинства элементов она в различных соединениях различна.
Постоянную степень окисленности имеют:
Щелочные металлы +1 Н в большинстве О -2
Металлы главной подгруппы соединений +1 - перекисные соединения
2 группы, Zn и Cd +2 В гидридах металлов -1
F -1 -1
Al +3 - +2
Для элементов с непостоянной степенью окисленности её значение можно подсчитать, зная формулу соединения и учитывая, что сумма с.о. всех атомов в молекуле равна 0.
В окислительно-восстановительных реакциях степень окисленности элементов изменяется.
Пример:
При окислении Mg молекулярным каждый атомMg передаёт 2 валентных электрона атому О.
Таким образом, в соответствии с теорией электронного строения атома окислительно-восстановительные реакции интерпретируются как процессы отдачи и приёма электронов. Электроны не уходят из сферы реакции, а переносятся от одного элемента (восстановителя) к другому (окислителю).
Окислительно-восстановительную реакцию можно представить в виде двух полуреакций.
Полуреакция окисления (отдача электронов):
Полуреакция восстановления (приём электронов):
Число электронов, отдаваемых молекулами (атомами, ионами) восстановителя, равен числу электронов, присоединяемых молекулами (атомами, ионами) окислителя. В рассмотренном примере 1 молекула кислорода - окисляет 2 атома магния -.
Окисление – это процесс отдачи электронов.
Восстановление – это процесс приёма электронов.
Окислитель – вещество, которое принимает электроны и при этом восстанавливается. Степень окисления при этом понижается. (с.о. )
Восстановитель – вещество, которое отдаёт электроны и при этом окисляется. Степень окисления при этом возрастает. (с.о. )