3.2. Окислительно-восстановительные реакции

Почему происходит изменение степени окисления элементов в окислительно-восстановительных реакциях?

Принято считать, что в таких реакциях одни атомы (восстановители) отдают электроны, а другие атомы (окислители) их принимают. Так, например, для реакции

процессы отдачи и присоединения электронов можно записать следующими электронными схемами:

восстановитель ; окислитель .

Но следует заметить, что такие схемы условны, так как в большинстве окислительно-восстановительных реакций отдельные атомы электронов не отдают и не присоединяют. Изменение степени окисления элементов является результатом изменения состава и строения всех веществ, участвующих в реакции.

Пример 6. Среди данных уравнений укажите уравнения окислительно-восстановительных реакций:

1) Cu(OH)₂ = CuO + H₂O 2) Mg + Cl₂ = MgCl₂

3) NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃ 4) S + 2HNO₃ = H₂SO₄ + 2NO

Вставка

3.3. Окислители и восстановители

Восстановителем называется вещество, в состав которого входит элемент, повышающий степень окисления. Окислителем называется вещество, в состав которого входит элемент, понижающий степень окисления при протекании окислительно-восстановительной реакции.

С точки зрения электронной теории, окислением называют процесс отдачи электронов. Вещество, присоединяющее электроны и вызывающее таким образом окисление другого вещества, называется окислителем. Окислителями являются большинство неметаллов (галогены, кислород, сера и др.), многие кислородосодержащие кислоты (HNO₃, HCIO₄, HCIO₃, HCIO₂, HCIO, H₂SO₄, H₂SeO₄) и их соли (NaNO₃, KCIO₃, NaCIO₂, NaCIO); соединения металлов в высших положительных степенях окисления (KMnO₄, K₂Cr₂O₇, K₂FeO₄, NаBiO₃).

Восстановлением, согласно электронной теории, называют процесс присоединения электронов. Вещество, отдающее электроны (и этим вызывающее восстановление другого вещества), называется восстановителем. Восстановителями являются металлы, соединения металлов в низших степенях окисления (FeSO₄, SnCl₂, CrCl₃, MnSO₄ и др.), некоторые неметаллы (H₂, C, Si), соединения неметаллов в отрицательных степенях окисления (NaH, NH₃, N₂H₄, NH₂OH, H₂S, HI, KI); соединения неметаллов в немаксимальных положительных степенях окисления (SO₂, H₂SO₃, K₂SO₃, HNO₂, NaNO₂, H₃PO₃, H₃PO₂).

Многие вещества в зависимости от партнёра по реакции и условий её проведения могут быть как восстановителями, так и окислителями. Способность многих веществ быть как восстановителями, так и окислителями, называется их окислительно-восстановительной двойственностью.

Например, в ряду соединений, расположенных по возрастанию степени окисления азота

^,

аммиак обладает только восстановительными свойствами, так как в его составе азот находится в крайней отрицательной степени окисления, которая может только повышаться. Азотная кислота, наоборот, обладает только окислительными свойствами, так как азот в ней находится в крайней положительной степени окисления, которая может только понижаться. Остальные вещества, в которых азот находится в промежуточных степенях окисления, обладают окислительно-восстановительной двойственностью.

Таким образом, окислительно-восстановительной двойственностью обладают вещества, в состав которых входят элементы в промежуточных степенях окисления.

Пример 4. Среди данных соединений укажите окислители, восстановители и вещества с окислительно-восстановительной двойственностью: а) FeCl₃, K₂FeO₄, Fe; б) K₂S, H₂SO₄, Na₂SO₃ ; в) CH₄, K₃VO₄, SnCl₂.

Вставка