VII. Окислительно-восстановительные реакции

(ОВР)

1. Основные понятия и определения. Степень окисления как условный заряд атомной частицы в веществе. Диапазон значений степеней окисления. Связь между строением атомов элементов и значениями их степеней окисления. Правила расчёта степеней окисления. Процессы окисления и восстановления. Окислительно-восстано­витель­ные реакции. Восстановители и окислители. Зависимость окислитель­но-восста­новительных свойств веществ от значений степеней окисления входящих в их состав атомных частиц. Классификация ОВР. Составление уравнений ОВР. Принцип электронного баланса. Метод полуреакций.

1. с.136–142; 2. с. 255–263; 4. с. 206–210; 5. с. 85–91; 6. с. 271–272; 8. с. 152–160; 11. с. 317–326.

Степень окисления - условный заряд атомной частицы, рассчитанный исходя из предположения, что вещество состоит из ионов.

Степени окисления принимают целочисленные или дробные значения от – 4 до +8 в соответствии с пра­вилами:

1. Степень окисления атомных частиц в простых веществах равна 0;

2. Максимальные значения степеней окисления равны номерам групп за исключением O, F, Cu, Ag, Au, Co, Ni, He, Ne, Ar, Kr и некоторых лантанидов и актинидов.

3. Минимальные значения степеней окисления для металлов всегда равны 0, а для неметаллов (кроме водорода) – разности (№ группы – 8).

Степени окисления других элементов могут иметь переменные значения и рассчитываются, исходя из того, что сумма степеней окис­ления элементов в молекуле, радикале или в формульной единице равна 0, а в ио­не – его заряду.

Окислительно-восстановительными называются реакции, сопровождающиеся изменением степеней окисления атомных частиц, входящих в состав реагирующих веществ.

В ходе любой ОВР одновременно протекают 2 процесса – окис­ление и восстановление. С точки зрения электронной теории, окисление – процесс отдачи электронов, в ходе которого степень окисления атомной частицы повышается, а восстановление – процесс присоединения электронов, в ходе которого степень окисления атомной частицы понижается.

Атомные частицы, которые в ходе ОВР отдают электроны, называют­ся восстановителями, как и вещества, содержащие такие частицы.

Атомные частицы, присоединя­ющие электроны, называются окислителями, как и вещества, в состав которых входят эти частицы.

Таким образом, в ходе ОВР восстановитель, отдавая электроны, восстанавливает, но сам окисляется. В то же время окислитель, принимая электроны, окисляет, но сам восстанавливается. При этом общее число электронов, отданных восстановителем, всегда равно общему числу электронов, принятых окислителем.

Окислительно-восстановительные свойства веществ можно опре­делить, исходя из значений степеней окисления элементов, входящих в их состав:

1. Если вещество содержит атомные частицы в минимальной степени окисления, то оно может проявлять только восстановитель­ные свойства.

2. Если в состав вещества входят атомы элемента в максимальной степени окисления, то оно может проявлять только окислительные свойства.

3. Если в состав вещества входят атомы элемента в промежуточ­ной степени окисления, то оно может проявлять как восстановитель­ные, так и окислительные свойства.

Важнейшие восстановители и окислители перечислены на с. 87– 88 в пособии 5.

Классификация окислительно-восстановительных реакций.

1. ОВР межмолекулярного типа.

Если восстановитель и окислитель содержатся в разных исходных веществах, то ОВР относится к реакциям межмолекулярного типа. Например, в реакции

окислитель () и восстановитель () нахо­дятся в разных веществах.

Если в ОВР межмолекулярного типа окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента, то такие ОВР относятся к реакциям конпропорционирования или конмутации. Например, в реакции

окислителем и восстановителем являются атомы одного элемента – азота.