20

Окислительно-восстановительные реакции (овр).

1. Основные понятия и определения.

Окислительно-восстановительные реакции - один из наиболее распространённых и важных типов реакций не только в живой и неживой природе, но и в практической деятельности человека. Такие жизненно важные процессы, как дыхание и фотосинтез основаны на процессах окисления и восстановления. Сжигание топлива обеспечивает потребности человека в различных видах энергии. ОВР лежат в основе получения металлов и неметаллов, кислот, минеральных удобрений, медикаментов, пластмасс, строительных материалов и др.

Издавна человечество пользовалось окислительно-восстановительными процессами, не понимая их сущности. Лишь в начале XX века группой ученых под руководством Л.В. Писаржевского была создана электронная теория окислительно-восстановительных процессов.Она базируется на трех основных положениях.

1. Отличительная особенность овр - конкуренция за электроны между окислителем и восстановителем *.

^* Подобно протолитической теории Брёнстеда и Лоури, согласно которой протекание кислотно-основных реакций объясняется конкуренцией за протоны между двумя парами сопряжённых кислот и оснований, в любой ОВР всегда принимают участие две пары конкурирующих за электроны сопряженных окислителей и восстановителей (Red-Ох пары).

Окислитель (Ох) - частица, которая в ходе ОВР приобретает электроны.

Восстановитель (Red) - частица, которая в ходе ОВР отдаёт электроны.

2. Отдача электронов восстановителем всегда сопровождается их одновременным присоединением к окислителю.

Восстановление - это процесс, в ходе которого окислитель Ох(1) приобретает электроны и переходит в восстановленную форму Red(1). Присоединение электронов описывается полуреакцией восстановления:

Ох(1) + nē = Red(1). Например, Сl₂ + 2ē = 2Cl^-

Окисление - это процесс, в ходе которого восстановитель Red(2) отдаёт электроны и переходит в окисленную форму Ох(2). Отдача электронов описывается полуреакцией окисления:

Red(2) - nē = Ох(2) Например, 2I^- - 2ē = I₂

Процесс окисления неотделим от процесса восстановления. Они неразрывно связаны в единую окислительно-восстановительную реакцию.

Ох (1) + nē = Red (1)

Red (2) - nē = Ох (2)

Ох (1) + Red (2) = Red (1) + Ох (2)

Это единство отражается и в форме записи ОВР, которая составляется как сумма полуреакцией окисления и восстановления:

Сl₂ + 2ē = 2Cl^-

2I^- - 2ē = I

Сl₂ + 2I^- = 2Cl^- + I_{2_______________________________}

3. Протекание окислительно-восстановительных реакций сопровождается изменением степеней окисления частиц, входящих в состав реагирующих веществ.

Степень окисления (СО) – условный заряд атома элемента в химическом соединении, который измеряется числом электронов полностью присоединенных или частично оттянутых от атомов с меньшей атомами с большей электроотрицательностью. При вычислении СО ис­ходят из допущения, что вещество состоит из ионов. Поскольку такое допущение является условным, понятие степень окисления также носит условный характер и является величиной фор­мальной, не отражающей реального распределения зарядов между атомами. Однако, формальную величину связывают с вполне реальным процессом и широко используют при составлении уравнений ОВР.