1.1.4 Важнейшие окислители и восстановители

В качестве восстановителей применяют: углерод, оксид углерода (II), водород, металлы (Fe,Al,Znи другие), сероводород, сернистую кислотуH₂SO₃, азотистую кислотуHNO₂, йодоводородную кислотуHI(и соли перечисленных кислот), тиосульфат натрияNa₂S₂O₃и другие. Восстановителями являются также ионыFe²⁺,Cr³⁺,Ti²⁺ и другие.

В качестве окислителей применяют кислород, галогены, перманганат калия KMnO₄, дихроматы калияK₂Cr₂O₇, натрияNa₂Cr₂O₇, азотную, серную (только концентрированная) кислоты, бертолетову сольKСlO₃, диоксиды свинца и марганцаPbO₂иMnO₂и другие. Окислительные свойства проявляют ионыAg⁺,Cu²⁺,Fe³⁺,Sn⁴⁺и другие.

Характер продуктов окислительно-восстановительного процесса во многом зависит от среды, в которой он происходит. В некоторых случаях среда изменяет даже направление процесса. Среда может усилить или ослабить окислительно-восстановительные свойства соединения. Например: окислительные свойства KMnO₄в кислой среде проявляется наиболее глубоко иMn⁺⁷восстанавливается доMn²⁺. В меньшей степени окислительные свойстваKMnO₄проявляет в нейтральной, слабо щелочной и слабо кислой среде, где восстановление идёт доMn⁺⁴. И самым слабым окислителемKMnO₄является в сильно щелочной среде, гдеMn⁺⁷восстанавливается доMn⁺⁶. Такое поведение ионаMnO₄^-вполне объяснимо с позиций кислотно-основного взаимодействия. ИонMnO₄^-в кислой среде должен превратиться в основание (Mn²⁺), в нейтральной среде он будет амфотерен (Mn⁺⁴) и в щелочной среде должен быть кислотой (MnO₄^2-).

1.1.5 Типы окислительно-восстановительных реакций

Различают следующие окислительно-восстановительные реакции:

- межмолекулярные;

- внутримолекулярные;

- реакции диспропорционирования или дисмутации.

К межмолекулярным относятся реакции, которые протекают с изменением степени окисления атомов в разных молекулах, то есть окислитель и восстановитель находятся в разных веществах.

Например: Mn⁺⁴O₂+ 4HCl^-→Mn²⁺Cl₂+Cl₂⁰+ 2H₂O

Mn⁺⁴– окислитель, находится в молекуле диоксида марганца,

Cl^-- восстановитель, находится в молекуле хлороводорода.

К внутримолекулярным относятся такие реакции, которые протекают с изменением степени окисления разных атомов в одной и той же молекуле.

Например: 2K⁺⁵Cl^-O₃^2-→ 2KCl^-+ 3O₂⁰

Cl⁵⁺- окислитель, который восстанавливается доCl^-

O^2-- восстановитель, который окисляется доO₂⁰

В реакциях диспропорционирования атомы одного и того же элемента с одинаковой промежуточной степенью окисления одновременно окисляются и восстанавливаются.

Cl₂⁰ + H₂O → HCl⁺O + HCl^-,

HN⁺³O₂ + HN⁺³O₂ → HN⁺⁵O₃ + 2N⁺²O + H₂O

1.1.6 Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

При составлении уравнения окислительно-восстановительной реакции необходимо найти:

а) степень окисления атомов и ионов, участвующих в реакции;

б) восстановитель и окислитель;

в) число отдаваемых и принимаемых ими электронов, которое определяется изменением степени окисления атомов и ионов до и после реакции;

г) определить продукты окисления и восстановления;

д) расставить коэффициенты в уравнении реакции, используя метод электронного баланса.