Окислительно-восстановительные реакции. Окислители, восстановители. Метод электронного баланса

ОКИСЛИТЕЛЬНО–ВОССТАНОВИТЕЛНЫЕ РЕАКЦИИ

ОКИСЛИТЕЛИ, ВОССТАНОВИТЕЛИ

ОВР – это ионные или ионно-молекулярные реакции, в которых изменяются степени окисления одного или нескольких элементов, входящих в состав реагирующих веществ.

Степень окисления (С.О.) – это условный заряд, возникающий у атома в молекуле, исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов. Степень окисления может принимать положительные и отрицательные значения.

При определении С.О. необходимо учитывать:

1. Любая молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех элементов в молекуле равна 0.

(Fe³⁺Cl^-₃)⁰, (K⁺₂Cr⁺⁶₂O^-2₇)⁰

2. С.О. водорода в большинстве соединений равна +1

H⁺Cl^-, H₂⁺S^-2,

и только в гидридах - 1

Ca⁺²H^-₂, Al⁺³H^-₃

3. С.О. кислорода в его соединениях равнa – 2

K⁺₂S⁺⁶O^-2₄, Na⁺₃P⁺⁵O^-2₄, Mg⁺²O^-2

(исключение пероксиды - 1 H₂⁺O₂^-, соединения со F +1,+2).

4. С.О. металлов первой группы главной подгруппы +1 (Li…..Fr).

5. С.О. металлов второй группы главной подгруппы +2 (Be…..Ba).

6. С.О. металлов третьей группы главной подгруппы +3 (Al…..Tl).

Любая ОВР сопровождается двумя процессами – окисление и восстановление.

Окисление – это процесс отдачи электронов (ē) восстановителем. Восстановителем может быть названа любая химическая частица, в состав которой входит элемент, отдающий ē и повышающий в процесс окисления свою С.О:

S⁺⁴ - 2ē → S⁺⁶, восстановитель, процесс окисления

Восстановление – это процесс присоединения электронов (ē) окислителем. Окислителем может быть названа любая химическая частица, в состав которой входит элемент, присоединяющий ē и понижающий в процессе восстановления свою С.О:

Mn⁺⁷ + 5ē → Mn⁺², окислитель, процесс восстановления

Вещества могут проявлять следующие окислительно-восстановительные свойства:

ВОССТАНОВИТЕЛЬ	Низшая степень окисления	С.О. Ме = 0
		С.О. НеМе = N - 8
ОКИСЛИТЕЛЬ	Высшая степень окисления	С.О. Ме = N группы
		С.О. НеМе = N группы
ОКИСЛТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ДВОЙСТВЕННОСТЬ	Промежуточная степень окисления	Все значения С.О. между низшей и высшей С.О.

МЕТОД УРАВНИВАНИЯ ОВР (ЭЛЕКТРОННЫЙ БАЛАНС)

1. Определяем степени окисления каждого элемента в исходных веществах и продуктах реакции:

K⁺Mn⁺⁷O^-2₄ + Na⁺₂S⁺⁴O^-2₃ + H⁺₂S⁺⁶O^-2₄ → Mn⁺²S⁺⁶O^-2₄ + K⁺₂S⁺⁶O^-2₄ + Na⁺₂S⁺⁶O^-2₄ + H⁺₂O^-2

2. Находим элементы, изменившие степени окисления и определяем окислитель и восстановитель:

K⁺Mn⁺⁷O^-2₄ + Na⁺₂S⁺⁴O^-2₃ + H⁺₂S⁺⁶O^-2₄ → Mn⁺²S⁺⁶O^-2₄ + K⁺₂S⁺⁶O^-2₄ + Na⁺₂S⁺⁶O^-2₄ + H⁺₂O^-2

3. Для окислителя и восстановителя составляем уравнения электронного баланса и определяем процессы и реагенты:

Mn⁺⁷  + 5ē → Mn⁺², окислитель, процесс восстановления | 2

S⁺⁴  - 2ē → S⁺⁶, восстановитель, процесс окисления |5

4. Подставляем полученные коэффициенты 2 и 5 к элементам, изменившим степени окисления.

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + H₂SO₄ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + H₂O

5. Далее методом подбора расставляем коэффициенты в правую и левую части уравнения (уравниваем по металлу, неметаллу, водороду и кислороду).

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O

6. Проверяем по кислороду ∑О₂ = ∑О₂ = 35