Окислювально-відновні реакції. Електрохімічні процеси

При підготовці до виконання контрольних завдань слід пам’ятати:

• ОВР — це хімічні реакції, під час яких відбувається повний або частковий перехід електронів під одних атомів до інших, при цьому відбуваються зміни зарядів атомів (ступеня окислення);

• ступінь окислення (під англ. oxidation number – окислю­вальне число) або електрохімічна валентність – не умовний, віртуальний заряд, який мас атом елементу, приєднавши, або ж віддавши певну кількість електронів;

• частинка (атом, молекула, іон), яка приєднує електрони (акцептор електронів), називається окислювачем; у процесі реакції вона відновлюється. Таким чином – відновлення – це приєднання електронів;

• частинка (атом, молекула, іон), яка віддає електрони (донор електронів), називається відновником; у процесі реакції вона окислюється. Отже, окислення – не віддача (втрата) електронів;

• внаслідок окислення ступінь окислення збільшується, а при відновленні – знижується;

• атоми елементів, які мають вищий ступінь окислення, проявляють тільки окислювальні властивості; елементи з нижчим ступенем окислення мають тільки відновні властивості, а з проміжним – можуть бути окислювачами і відновниками;

• сила окислювачів та відновників визначається за рядом напруг металів і рядом окислювально-відновних потенціалів, а також за значенням енергії іонізації і енергії спорідненості до електрону.

• кількісною характеристикою спорідненості іонів, атомів до електрона с окислювально-відновний потенціал;

• напрямок ОВР можна визначити зіставленням окислювально-відновних (електродних) потенціалів двох пар іонів або атомів; нормальний (стандартний) окислювально-відновний потенціал характеризує не один елемент або іон, а систему двох іонів, тобто не можна говорити про окислювально-відновний потенціал заліза, марганцю тощо; слід завжди зазначати, який валентний перехід мас місце, наприклад:

Е⁰ Fe³⁺/Fe²⁺ = 0,77 В; Е⁰ Fe²⁺/Fe⁰ = -0,44 В

Розрахунок коефіцієнтів в ОВР можна зробити методом електронного балансу або складанням окремих електронно-іонних рівнянь.

Електронно-іонний метод базується на складанні окремих електронно-іонних рівнянь відновлення та окислення і сумарної реакції.

Слід пам’ятати, що:

• сильні електроліти записуються у вигляді іонів, а неелектроліти, слабкі електроліти, гази і осадки – у вигляді молекул;

• іони, що не беруть участь у реакції, до іонної схеми не включаються;

• якщо продукт реакції містить більше атомів кисню ніж вихідна речовина, то використовується або вода (кисле і нейтральне середовище), або гідроксил-іони (лужне середовище);

• якщо продукт реакції містить менше атомів кисню, ніж вихідна речовина, то у кислому середовищі утворюється вода, а в нейтральному і лужному — гідроксил-іони;

• у написаних напівреакціях урівнюють кількість атомів металу або неметалу окислювача чи відновника у лівій і у правій частинах рівняння;

• урівнюють кількість атомів кисню, враховуючи реакцію середовища (таблиця 2).

Таблиця 2.