Лабораторная работа № 5 окислительно-восстановительные реакции (овр).

Окислительно-восстановительными называются реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.

С современной точки зрения изменение степени окисления связано с переходом электронов. Поэтому наряду с приведенным можно дать и такое определение окислительно-восстановительных реакций: это такие реакции, при которых происходит переход электронов от одних атомов, молекул или ионов к другим.

Окислением называется процесс отдачи атомом, молекулой или ионом электронов. Например:

Al - 3e^- = Al³⁺;

H₂ - 2e^- = 2H⁺;

Fe²⁺ - e^- = Fe³⁺.

При окислении степень окисления повышается.

Восстановлением называется процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. Например:

S + 2e^- = S^2-;

Cl₂ + 2e^- = 2Cl^-;

Fe³⁺ + e^- = Fe²⁺.

При восстановлении степень окисления понижается.

Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны, называются восстановителями. В процессе реакции они окисляются. Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются окислителями. В процессе реакции они восстанавливаются. Так как атомы, молекулы или ионы представляют собой определенные вещества, то и эти вещества соответственно называют окислителями или восстановителями. Окисление всегда сопровождается восстановлением и, наоборот, восстановление всегда связано с окислением. Поэтому окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов - окисления и восстановления. В этих реакциях число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем.

Эквиваленты окислителя и восстановителя. Окислитель и восстановитель реагируют между собой в отношении их окислительно-восстановительных эквивалентов.

Эквивалентом окислителя называется такое количество его, которое отвечает одному присоединенному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. Чтобы определить эквивалент окислителя, надо молекулярную массу его разделить на число электронов, присоединенных одной молекулой окислителя.

Эквивалентом восстановителя называется такое количество его, которое отвечает одному отданному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. Для определения эквивалента восстановителя надо молекулярную массу его разделить на число электронов, отданных одной молекулой восстановителя.

Типы окислительно-восстановительных реакций. Обычно различают следующие типы окислительно-восстановительных реакций: межмолекулярные, диспропорционирования и внутримолекулярные. При межмолекулярных окислительно-восстановительных реакциях окислитель и восстановитель находятся в различных веществах. Например:

2KI + 2FeCl₃ = I₂ + 2FeCl₂ + 2KCl

В реакции взаимодействия хлора с водой изменяется степень окисления только хлора:

Cl₂ + H₂O = HCl + HClO

При этом один из атомов хлора отдает электрон (окисляется), а другой присоединяет его (восстанавливается). Очевидно, что из двух атомов хлора один является восстановителем, а другой - окислителем. Рассмотренная реакция относится к реакциям диспропорционирования. У таких реакций восстановитель и окислитель - атомы одного элемента и содержатся в одном веществе. Известны и такие окислительно-восстановительные реакции, в которых восстановитель и окислитель также содержатся в одном веществе, но изменяют степень окисления в нем атомы различных элементов. Такие реакции называются реакциями внутримолекулярного окисления - восстановления. Примеры - хорошо известная реакция разложения бертолетовой соли:

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂

или реакция разложения бихромата аммония:

(NH₄)₂Cr₂O₇ = N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O