Реакции, при которых изменяются степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными.

ЛЕКЦИЯ № 8

ТЕМА: ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Вопросы:

Понятие ОВР.

Типы ОВР.

Типичные окислители и восстановители.

Окислительно-восстановительные свойства кислот.

Составление уравнений ОВР методом электронного баланса и методом полуреакций.

 

Понятие ОВР.

Все химические реакции можно разделить на два типа.

– к пер­вому типу относятся реакции, которые идут без изменения сте­пени окисления атомов реагирующих веществ. Это реакции об­мена и некоторые реакции соединения и разложения. Напри­мер:

 

В этих случаях степень окисления каждого из атомов до и по­сле реакции остается без изменения.

– ко второму типу относятся реакции, которые идут с изме­нением степени окисления атомов реагирующих веществ.

Реакции, при которых изменяются степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными.

Это реакции замещения, а также некоторые реакции соединения и разложения. Например:

Например, в реакции:

– замещения

медь н железо изменяют свои степени окислении: степень окисления меди понижается от + 2 до 0, степень окисления железа повышается от 0 до + 2. Ион меди (II) присоединяет два электрона – восстанавливается:

– процесс восстановления

Атом железа отдает два электрона – окисляется:

– процесс окисления

– соединения   – разложения

Окислительно-восстановительная реакция — это единый процесс, состоящий из двух разных полуреакций: полуреакции окисления и полуреакции восстановления, которые идут одно­временно.

Окисление - это процесс потери электронов атомом, моле­кулой или ионом.

Восстановление — это процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.

Окислителем называется вещество, атомы, молекулы или ионы которого присоединяют электроны:

 

Окислитель восстанавливается в процессе восстановления. Восстановителем называется вещество, атомы, молекулы или ионы которого отдают электроны:

Восстановитель окисляется в процессе окисления. Например:

 

 

Так как электрон заряжен отрицательно, то при окислении степень окисления (окислительное число) атома изменяется в положительную сторону, а при восстановлении — в отрица­тельную.

При рассмотрении ОВР очень важным является понятие сте­пень окисления атома.

Cте­пень окисления – это условный заряд атома в соединении, вычисленный исходя из предположения, что данный атом связан с другими ионной связью.

Это формальная величина, подсчитываемая исходя из формулы соединения при условном до­пущении, что данный атом связан с другими ионной связью. В силу формального подхода, можно не принимать в расчет действительный тип связи и не учитывать, переходят ли электроны с одного атома на другой или только смещается электронное облако общей электронной пары. В высших степенях окисления все элементы склонны образовывать соединения с ковалентной связью между атомами этого элемента и другими атомами, а не ионной. Так, в ионе МпО₄^- связь между атомами кислорода и марганца — ковалентная полярная, и заряд на ато­ме марганца отнюдь не +7 (как степень окисления, подсчитан­ная по формальным правилам), а гораздо меньше. Поэтому, го­воря, что при восстановлении Мп(+7) до Мп(+2) атом этого элемента принимает 5 электронов, мы допускаем большую ус­ловность. Правильнее говорить, что ион МпО₄^- превращается в ион Мп²⁺, совершенно не касаясь при этом вопроса о том, како­вы заряды на атомах Мп и О в ионе МпО₄^-. Число же электро­нов, которые переходят от восстановителя к окислителю при таком превращении, равно пяти - в этом мы убедимся позже. Таким образом, применяя заведомо условный, формальный подход (степень окисления), мы тем не менее получаем верный количественный результат (число электронов, переходящих от восстановителя к окислителю).

Типы ОВР

Различают четыре типа окислительно-восстановительных ре­акций: межмолекулярные, внутримолекулярные, реакции диспропорционирования и конпропорционирования.

1. Межмолекулярные ОВР - это реакции, которые идут с из­менением степени окисления атомов в молекулах разных веществ:

 

ОВР такого типа встречаются чаще всего.

2. Внутримолекулярные ОВР - это реакции, которые идут с изменением степени окисления разных атомов в одной моле­куле. При этом атом элемента с более высокой степенью окис­ления является окислителем и окисляет атом элемента с мень­шей степенью окисления.

Например:

3.Реакции диспропорционирования (дисмутации) - это реак­ции, которые идут с изменением степени окисления одинаковых атомов в молекуле (или молекулах) одного и того же вещества.

 

Такие реакции возможны для веществ, в которых данный эле­мент имеет промежуточную среди возможных для него степень окисления, и потому его атомы могут выступать в роли как окислителя, так и восстановителя.

4.Реакции конпропорционирования (конмутации) — это реакции, обратные реакциям диспропорционирования. В ре­зультате этих реакций атомы одного элемента, находящиеся в разных степенях окисления, переходят к общей степени окисления, промежуточ­ной между исходными степенями.

 

При этом атом, на­ходящийся в более высокой степени окисления, выступает в роли окислителя, а находящийся в более низкой степени окис­ления – в роли восстановителя.

Реакции конпропорционирования могут быть как:

– межмоле­кулярными

 

 

– так и внутримолекулярными

 

 

Реакции диспропорционирования и конпропорционирования иногда объединяют общим названием реакции самоокисления-самовосстановления.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: