Лабораторная работа № 5

Окислительно-восстановительные реакции теоретическое введение

Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, протекающие с изменением степени окисления.

Степень окисления (СтО) – это условный заряд атома в молекуле, вычисленный исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов.

Степень окисления может быть положительной, отрицательной или нулевой. Атомы одного и того же элемента в разных соединениях проявляют различные степени окисления.

Степень окисления показывает, сколько электронов смещено от атома данного элемента (положительная степень окисления) или к атому данного элемента (отрицательная степень окисления). Смещение электронов происходит к наиболее электроотрицательному элементу.

Нулевую степень окисления имеют атомы в молекулах простых веществ (образованных атомами одного элемента). В них элементы имеют абсолютно одинаковые электроотрицательности и электроны не смещаются ни к одному из атомов.

Правила определения степени окисления

1. Существуют элементы, проявляющие во всех молекулах сложных веществ постоянную степень окисления:

– Элементы І группы главной подгруппы (щелочные металлы): Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, а также Ag⁺;

– Водород Н⁺ (кроме гидридов металлов )

– Элементы ІІ группы главной подгруппы (щелочно-земельные металлы): Be⁺², Mg⁺², Ca⁺², Sr⁺², Ba⁺²; а также Zn⁺²;

– Элементы ІІІ группы главной подгруппы: B⁺³, Al⁺³;

– Кислород О^-2, кроме пероксидов (,,), надпероксидов, озонидови фторида кислорода.

2. Высшая степень окисления элемента равна номеру группы элемента (N) в таблице Менделеева. СтО_max = N:

Cl⁺⁷(VII гр.), S⁺⁶(VI гр.), N⁺⁵(V гр.), Mn⁺⁷(VII гр.), Cu⁺²(II гр.).

Низшая степень окисления элемента равна: СтО_min = N – 8:

Cl^–(VII гр.), S^–2(VI гр.), N^–3(V гр.), C^–4(IV гр.).

3. Степени окисления элементов в сложных веществах определяются, исходя из правила: сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю, в ионе – заряду иона.

Пример: В молекуле дихромата калия K₂Cr₂O₇ степени окисления калия и кислорода постоянны: К⁺, О^‑2; степень окисления хрома является переменной, ее необходимо определить.

Так как сумма всех степеней окисления в молекуле равна нулю, можно составить уравнение, обозначив степень окисления хрома за х:

2(+1) + 2х + 7(-2) = 0,

откуда х = 6.

Степень окисления хрома равна +6:

Окисление – процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом.

Частицы, отдающие электроны – восстановители.

В процессе окисления степень окисления восстановителя повышается.

Восстановление – процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.

Частицы, принимающие электроны – окислители.

В процессе восстановления степень окисления окислителя понижается.

Процесс передачи электронов от восстановителя к окислителю подчиняется правилу электронного баланса: число электронов отданных восстановителем всегда равно числу электронов принятых окислителем.

Существует два метода составления уравнений окислительно-восстановительных реакций: метод электронного баланса и метод полуреакций (ионно-электронный метод).