Окислительно-восстановительные реакции

Расчет степени окисления

Окислительно-восстановительные реакции

План лекции:

1. Расчет степени окисления.
2. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР).
3. Классификация окислительно-восстановительных реакций.
4. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.
5. Количественная характеристика ОВР.

Степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, вычисленный исходя из предположения, что соединение состоит только из ионов. Степени окисления можно рассчитать квантовомеханически на основании рассмотрения распределения электронной плотности в молекуле. Однако для расчета степеней окисления элемента в соединениях выработаны простые и удобные эмпирические правила. Рассмотрим их.

1. В простых веществах степени окисления атомов равны нулю (О₂⁰, Zn⁰).
2. Постоянную степень окисления имеют щелочные металлы (+1), щелочно-земельные металлы (+2), фтор (-1).
3. Степень окисления водорода в соединениях +1 (кроме гидридов активных металлов), кислорода в соединениях -2 (кроме пероксидов и фторидов).
4. Степень окисления иона элемента равна заряду иона.
5. Высшая степень окисления элементов равна номеру группы периодической системы Д.И. Менделеева, в которой находится данный элемент.
6. Низшая степень окисления металлов равна нулю, а неметаллов – номеру группы в ПСХЭ за вычетом восьми.

Примеры: В дихромате калия К₂Cr₂O₇ степень окисления хрома составляет: 2∙(+1)+2х+7∙ (-2)=0; х=+6 или в анионе MnO₄^- степень окисления марганца составляет: х+4∙(-2)=-1; х=+7.

О кислительно-восстановительными (ОВР) называются реакции, в которых происходит изменение степени окисления атомов элементов, образующих молекулы реагирующих веществ. Так как изменение степени окисления атома может произойти только в результате отдачи или присоединения электронов, то окислительно-восстановительные реакции можно определить как реакции, в которых происходит переход электронов от одних атомов к другим.

Процесс отдачи электронов, сопровождающийся повышением степени окисления атомов элементов, называется окислением. Присоединение электронов, сопровождающееся понижением степени окисления, называется восстановлением.

Вещество, в состав которого входит окисляющийся элемент, называется восстановителем, а вещество, содержащее восстанавливающийся элемент, - окислителем.

Соединения, содержащие атомы элементов с максимальной степенью окисления, могут быть только окислителями (KMnO₄, HNO₃, K₂Cr₂O_7, и т.д.), так как эти атомы уже отдали свои валентные электроны и способны только принимать электроны.

Соединения, содержащие атомы элементов с минимальной степенью окисления, могут служить только восстановителями, поскольку эти атомы способны лишь отдавать электроны (Металлы, H₂S, HCl, NO и т.д.).

А соединения, содержащие атомы элементов в промежуточной степени окисления, могут быть как окислителями, так и восстановителями, в зависимости от партнера, с которым они взаимодействуют и от условий протекания реакции (H₂SO₃, SO₂ и др).

Дата добавления: 2013-12-13