Окислительно-восстановительные реакции.
1. ОВР- окислительно-восстановительные реакции, которые протекают с изменением степени окисления атомов, входящих в состав веществ.
Окисление-это процесс отдачи электронов, окисляющий элемент в ↑ степени окисления и называется восстановитель.
Восстановитель- это частицы, которые отдают электроны.
Восстановление – это процесс принятия электронов, сопровождается понижением степени окисления.
Окислители- частицы, принимающие электроны.
Они делятся на:
Межмолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах разных веществ, например:
Н2S + Cl2 → S + 2HCl
Внутримолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах одного и того же вещества, например:
2H2O → 2H2 + O2
Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) — реакции, в которых один и тот же элемент выступает и как окислитель, и как восстановитель, например:
Cl2 + H2O → HClO + HCl
Репропорционирование (конпропорционирование) — реакции, в которых из двух различных степеней окисления одного и того же элемента получается одна степень окисления, например:
NH4NO3 → N2O + 2H2O
2. обусловлено потерей (отдачей) электронов атомами элемента при окислении или присоединению ("взятию") электронов атомами этого элемента при восстановлении. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ реакции - это реакции, в
которых происходит передача всех или части валентных электронов от одних атомов,
молекул или ионов к другим атомам, молекулам или ионам, что вызывает изменение
степени окисления.
3. Важнейшие окислители. Галогены, восстанавливаясь, приобретают степень окисления –1, причем от фтора к йоду их окислительные свойства ослабевают (F2 имеет ограниченное применение вследствие высокой агрессивности):
2H2O + 2F2 = O2+ 4HF
Кислород O2, восстанавливаясь, приобретает степень окисления –2:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
Азотная кислота HNO3 проявляет окислительные свойства за счет азота в степени окисления +5:
3Сu + 8HNO3 (разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Важнейшие восстановители. К типичным восстановителям среди простых веществ относятся активные металлы, такие как щелочные и щелочно-земельные металлы, цинк, алюминий, железо и др., а также некоторые неметаллы (водород, углерод, фосфор, кремний): Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
C + 4HNO3(конц, гор) = CO2 + 4NO2 + 2H2O
Восстановительными функциями обладают бескислородные анионы, такие как Cl-, Br-, I-, S2-, H-, и катионы металлов в низшей степени окисления:
2HBr(конц) + Н2O2(конц) = Br2 + 2H2O;
2CaH2
+ TiO2
2CaO + Ti +2H2.
2FeSO4
+ H2O2(конц)+
H2SO4(разб)
Fe2(SO4)3
+ 2H2O
4. атомы металлов не могут присоединять электроны, они обладают только восстановительными свойствами. Поэтому металлы часто называют элементами-восстановителями.
5. взаимодействие металлов с растворами кислот:
1) с кислотами неокислителями : в роли ок-ля выступает катион H2, H2SO4, разбав. HCl, H2S и тд. + все бескислородные органические кислоты. Условия взаимодействия, металл стоит в ряду активности до H2 и образующиеся соли должны быть растворимы: Fe+H2SO4 (разб.)=FESO4+H2
2) с кислотами окислителями:H2SO4(конц), HNO3. Условия, реагируют как до так и после H2, кроме осмия, радия, полония.золота, серебра, Ме+кислота-окислитель=соль+вода
3)Взаимодействие с щелочами. Бериллий взаимодействует с водными растворами щелочей с образованием комплексной соли и выделением водорода:
Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2
Магний и щелочноземельные металлы с щелочами не реагируют.
4)Взаимодействие с водными растворами солей:
Zn + Pb(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Pb
Zn + Pb + 2NO3 = Zn + 2NO3 + Pb
Zn + Pb = Zn + Pb
При взаимодействии с водными растворами солей металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов левее, восстанавливают металлы, находящиеся в этом ряду правее от них. Однако металлы с сильными восстановительными свойствами (Li, Na, K, Ca) в этих условиях будут восстанавливать водород воды, а не металл соответствующей соли.
6. металлы делятся на 3 группы: активные (левее Fe), средней активности (от Fe до H2), неактивные(правее H2)
7. металлы на внешнем электронном уровне имеют 1,2, реже 3 электрона
8. Металлическая связь — химическая связь, обусловленная наличием относительно свободных электронов. Характерна как для чистых металлов, так и их сплавов и интерметаллических соединений.
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, в химии - связь, удерживающая вместе атомы МЕТАЛЛА. Внутри кристаллов металлов положительно заряженные ионы держаться посредством электростатического притяжения облака окружающих электронов, которые могут двигаться под различными воздействиями. Такое движение электронов под влиянием приложенного напряжения создает электрический ток, таким образом, являясь причиной ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ металлов.
9. Катионы Ме в ОВР не играют роли т.к. катионы Ме ОВР не подврегаются (их степень окисления не меняется).