Окислительно-восстановительные реакции

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Задания для самостоятельной подготовки

1. Рассмотрите возможность протекания гидролиза солей, укажите область значений рН растворов (>, ≈, < 7), ответ подтвердите уравнениями реакций.

6.1. Степень окисления

Степень окисления это условный электрический заряд атома элемента в соединении, вычисленный, исходя из предположения, что соединение состоит из ионов. Рассчитывают степень окисления, используя ряд правил.

1. Степень окисления атома элемента в простом веществе, например, в H₂, N₂,

и т. д. равна нулю. Степень окисления металлов в элементарном состоянии также принимается равной нулю.

2. Степень окисления атома в виде простого иона в соединении, имеющем

_{+ – 2+ –}

ионное строение, равна заряду данного иона, например NaI, MgCl₂.

3. В соединениях с ковалентными полярными связями отрицательный заряд относят к более электроотрицательному элементу, причем принимают следующие степени окисления:

· степень окисления фтора в соединениях равна –1;

· атомы кислорода в большинстве соединений проявляют степень окисления равную –2. Исключения составляют пероксиды (H₂O₂), где степень окисления кислорода –1, надпероксиды (KO₂), степень окисления равна –¹/₂, озониды (КО₃) степень окисления –¹/₃, во фторокислороде OF₂ степень окисления кислорода равна +2;

· степень окисления атомов водорода в соединениях +1, за исключением гидридов металлов, например LiH, где степень окисления атома водорода –1;

· щелочные и щелочноземельные металлы проявляют в соединениях степень окисления +1 и +2 соответственно.

Алгебраическая сумма степеней окисления атомов элементов в составе частицы равна заряду этой частицы. Для определения степени окисления атомов элементов составляют простейшие алгебраические уравнения. Например, в SO₂ , K₂SO₄ степень окисления серы (х):

SO₂ х + 2·(-2) = 0 х = +4

K₂SO₄ 2·(+1) + х + 4·(-2) = 0 х = +6

Заряд иона равен алгебраической сумме степеней окисления атомов элементов, входящих в его состав:

NO₃ ^– х + 3·(-2)= -1 х = +5

SO₃^2– х + 3·(-2) = -2 х = +4

Cr₂O₇ ^2– 2х + 7·(-2)= -2 х = +6

Аналогичным способом можно определить степень окисления атомов элементов в любых соединениях.

Реакции, в результате которых происходит переход электронов от одних атомов к другим и, как следствие, изменение степеней окисления атомов элементов, называют окислительно-восстановительными.

Процесс потери частицей электронов называется окислением, а процесс присоединения электронов – восстановлением.

Окислитель – в ходе реакции присоединяет электроны, понижая свою степень окисления.

Восстановитель – отдает электроны, его степень окисления повышается.

Соединения, в состав которых входят атомы элементов в своей высшей степени окисления (высшая степень окисления, как правило, равна номеру

группы) в окислительно-восстановительных реакциях могут выступать только в

_{+7 +5 +6 +6}

качестве окислителей. Например, KMnO₄, NaNO₃, K₂Cr₂O₇, K₂CrO₄ и др.

Соединения, содержащие атомы элементов в их низшей степени окисления (низшая степень окисления неметаллов равна №_ГРУППЫ – 8, у металлов

низшая степень окисления – 0), могут выступать в рассматриваемых процессах

_{–2 –3 0 0}

только в качестве восстановителей. Например, Na₂S, NH₃, Zn, Al.

Соединения, содержащие атомы элементов в промежуточной степени окисления способны проявлять как окислительные свойства (при взаимодействии

с более сильными восстановителями), так и восстановительные (при

_{+3 +4}

взаимодействии с более сильными окислителями). Например, NaNO₂, K₂SO₃,

_{+4 0}

MnO₂, Cl₂ и др.