Вопросы аля самопроверки

1. Что понимают под степенью окисления атома?

2. В каком из приведенных веществ атомы азота имеют нуле­вую степень окисления: HN0₃, NO, N₂, NH₄C1?

3. В каком из приведенных соединений водород имеет сте­пень окисления-1: H₂S0₄, НС10,NaH, HI?

4. В каком из соединений степень окисления элемента «Э» равна+6: КЭ0₃, К₂Э₂0₇₎КЭ0₄,3₂(S0₄)₃?

§ 2. Определение окислительно-восстановительных реакций. Процессы окисления и восстановления

Окислительно-восстановительные реакции - это реакции, ко­торые сопровождаются изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Например, 2К° + 1₂° = = 2К^+|Г¹. В данной реакции степень окисления калия повыша­ется от0до +1, что может быть записано в виде электронной схемы:

К⁰- 1ё—>К⁺¹- процесс окисления; степень окисления иода понижается от0до -1:

1° + 1ё —> Г¹-процесс восстановления.

Окислениемназываетсяnpotfecc отдачи электронов атомом или ионом., при этом степень его окисления повышается. Веще­ство, атомы или ионы которого в процессе реакции отдают электроны, называетсявосстановителем. Примеры: восстановитель Zn° - 2с —> Zn⁺² - процесс окисления; восстановитель S^-2 - 2ё —> S⁰ - процесс окисления. Восстановителемназывается процесс присоединения элек­тронов атомом пли ионом, при этом степень его окисления по­нижается. Вещество, атомы или ионы которого в процессе реак­ции принимают электроны, называетсяокислителем. Примеры: окислитель О⁰ + 2ё —> О^-2 - процесс восстановления; окислитель Fe⁺³ + I ё —> Fe⁺² - процесс восстановления.

Вопросы аля самопроверки

1. Какие из приведенных реакций являются окислительно­восстановительными:

Na₂S + НС1 ->NaCl +H₂S;

HI + HNO3 -> 1₂+NO + Н₂0;

НС1 + HNO3 Cl₂ +NO + Н₂0?

2. Укажите, в каких случаях происходит отдача электронов:

S⁺⁶ —>S⁺⁴; Р° -> Р⁺³; ВГ¹—> Вг°; Р⁺⁵^Р“³.

3. Укажите процессы, соответствующие приобретению элек­тронов:

РГ¹^Н⁺¹;S⁺⁴ —>S“²; N+² ->N⁺⁵; Мп⁺⁷-> Мп⁺².

4. Укажите, в каких из приведенных преобразований проис­ходит окисление: H₂S —>H₂S0₄; HN0₃ —>NO; С1₂0—>НС1;Fe FeS0₄.

§ 3. Восстановители

Все простые и сложные вещества, участвующие в реакциях окисления-восстановления, можно отнести к трем группам', ти­пичные восстановители, типичные окислители и вещества, ко­торые могут проявлять как окислительные, так и восстанови­тельные свойства в зависимости от условий реакции. Из § 2 из­вестно, что восстановители- это вещества, атомы или ионы которых в процессеотдают электроны. Выясним, какие веще­ства являются типичными восстановителями.

Все металлы — восстановители.Вступая в реакции, они от­дают свои электроны, превращаются в положительно заряжен­ные ионы и сами при этом окисляются:

Ме°-пё -> Ме^+П.

Восстановительная активность металлов и вообще элементов характеризуется величиной энергии ионизации.Энергия иониза­ции- это энергия, которую необходимо затратить для пре­вращения атома в положительно заряженный ион. Энергия ио­низации выражается в кДж/г-атом или эВ/г-атом (электрон- вольтах /г-атом). Чем меньше энергия ионизации, тем выше вос­становительная активность элемента.

В периодической системе элементов в главных подгруппах с увеличением атомной массы элементов (сверху вниз) энергия ионизации уменьшается, а восстановительная активность эле­ментов возрастает. В периодах с увеличением атомного веса элементов (слева направо) величина инерции ионизации возрас­тает, а восстановительная активность элемента падает. Самым активным восстановителем является металл францийFr, рас­положенный в левом нижнем углу периодической системы эле­ментов.

Отрицательно заряженные элементарные ионы неметал­лов также являются типичными восстановителями'.I^- (KI), Вг(KBr), S^2_ (H₂S). Вступая в реакции, отрицательно заряжен­ные ионы отдают свои избыточные (по сравнению с нулевой степенью окисления)электроны:

восстановитель 1~ -1ё —>1° - процесс окисления;

восстановитель S²“ - 2ё ->S⁰ - процесс окисления.

Положительно заряженные ионы металлов, которые ещемогут окисляться и повышать свою степень окисления, также являются типичными восстановителями'.

Fe²⁺(FeCl₂), Sn²⁺ (SnCl₂), Mn²⁺(MnS0₄) и другие.

Например:

восстановитель Fe²⁺ -lc —»Fe⁺³ - процесс окисления;

восстановитель Sn²⁺- 2ё —>Sn⁺ - процесс окисления.

Однако в реакциях с очень сильными восстановителями ука­занные ионы металлов могут быть окислителями, сами ионы при этом восстанавливаются до свободного состояния.