Теорія окисно-відновних реакцій

ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ

Усвідомлення змісту цього параграфу дає змогу:

- характеризувати поняття окисника та відновника;

- визначати ступінь окиснення атомів елементів в сполуках;

- складати рівняння окисно-відновних реакцій;

- прогнозувати направлення та зміщення рівноваги в обмінних та окисно-відновних реакціях.

Окисно-відновні реакції (ОВР) – це найпоширеніший тип хімічних реакцій, що відбувається в природі. Цей тип реакцій є основним при утворенні складних речовин з простих в біологічних процесах. Окисно-відновні реакції лежать в основі колоообігу хімічних елементів у природі, є основою життєдіяльності, обміну речовин і диханні в живих організмах, забезпечують процес фотосинтезу в зелених рослинах. Важливу роль дані процеси відіграють в хімічній, харчовій, медичній та фармацевтичній промисловості. Окисно-відновні процеси використовуються у комплексі заходів з охорони навколишнього середовища.

Таким чином, особливість окисно-відновних реакцій, їх практична значущість є умовою необхідності більш детального ознайомлення з ними.

Окисно-відновними реакціями називають реакції, в яких відбувається зміна ступеню окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин.

Ступінь окиснення – це умовний заряд, якого набув би атом у речовині, якби спільні електронні пари повністю змістилися б до більш електронегативного атома. Ступінь окиснення атома позначають арабською цифрою зі знаком «+» або «-» над символом елемента.

Значення та знак ступеня окиснення атомів у сполуках визначають за такими правилами:

- ступінь окиснення Оксигену у сполуках дорівнює -2; винятком, де Оксиген має ступінь окиснення -1, є пероксиди: ; ; надоксиди ; озоніди та флуориди Оксигену , ;

- Гідроген у сполуках має ступінь окиснення +1, крім гідридів металічних елеметів: , тощо;

- Флуор, як найбільш електронегативний елемент, в усіх сполуках має ступінь окиснення -1;

- ступінь окиснення лужних металів у всіх сполуках дорівнює +1, а лужноземельних +2;

- ступінь окиснення елемента у простих речовинах дорівнює 0;

- найвищий ступінь окиснення елемента відповідає номеру групи, до якої належить цей елемент. Винятками є Флуор, Оксиген, елементи восьмої групи (крім Ксенону, Осмію та Рутенію), найвищий ступінь окиснення яких менший від номера групи. Для елементів підгрупи Купруму найвищий ступінь окиснення більший від номера групи.

Наприклад, визначимо ступінь окиснення карбону в СО, СО₂, СН₄, С₂Н₆, С₂Н₅ОН. Позначимо ступінь окиснення карбону через х, тоді:

СО х + (-2) = 0 х = +2

СО₂ х + 2 (-2) = 0 х = +4

СН₄ х + 4 ∙ (+1) = 0 х = - 4

С₂Н₆ 2х + 6 ∙ (+1) = 0 х = - 3

С₂Н₅ОН 2х + 6 ∙ (+1) + (-2) = 0 х = - 2

За зміною ступеня окиснення елементів, які є в складі вихідних речовин та продуктів реакції, хімічні реакції можна розділити на дві групи. До першої групи належать реакції, що відбуваються без зміни ступеня окиснення елементів. Це реакції подвійного обміну, комплексоутворення, деякі реакції розкладу, реакції ізомеризації, полімеризації тощо. Наприклад, до першої групи можна віднести реакцію нейтралізації:

НСl + NaОН = NaCl + Н₂О

Друга група - це реакції, що відбуваються зі зміною ступенів окиснення елементів речовин, які реагують, та продуктів реакції. Такі реакції називають окисно-відновними, наприклад:

Zn + 2НCl = ZnCl₂ + Н₂

Дата добавления: 2014-11-25