24. Окислительно-восстановительные реакции. Окисление. Восстановление. Правила расчёта степени окисления. Высшая, средняя и низшая степени окисления.

ОВР – химическая реакция, протекающая с изменением степени окисления одного или нескольких элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Окисление – процесс отдачи электронов. Al⁰ -3e → Al³⁺ Восстановление – процесс присоединения электронов. Fe²⁺ +2e → Fe⁰ Степень окисления – заряд, который атом приобрел бы, если бы все электронные пары химической связей в соединении, сместились бы в сторону атомов более электроотрицательных элементов. Правила расстановки степеней окисления : 1. Степень окисления у простого вещества равна нулю ( Fe⁰, Сг⁰, Al⁰) 2.Молекула химического соединения электронейтральна( т.е. сумма всех зарядов должна быть равна нулю) 3.Ряд элементов имеет постоянную степень окисления : а) H⁺ ( искл. гибриды Me : NaH¯) б) Кислород имеет степень окисления (-2),за исключением соединения кислорода со фтором O⁺²F₂¯ и в перекисях( Н₂О₂ - степень окисления кислорода (-1) в) F¯ г) щелочные металлы имеют степень окисления 1 ( первая группа) д) Mg ⁺² , Ca⁺² (вторая А группа) 4. Металлы всегда проявляют только положительную степень окисления. 5. Высшая степень окисления равна номеру группы в периодической системе ( исключения : F, O₂ и др.) 6. Большинство элементов имеют переменную степень окисления N^3-H⁺ , N₂⁰, N²⁺O^2- Окислитель – вещество, атомы которого принимают электроны. В ходе реакции окислитель восстанавливает. Восстановитель – вещество, атомы которого отдают электроны. В ходе реакции восстановитель окисляется. Элементы в высших степенях окисления являются окислителями и могут только восстанавливаться S⁶⁺ max Элементы в низших степенях окисления могут только окисляться, являясь восстановителями. S^2- min Элементы в средних степенях окисления обладают окислительно-восстановительной двойственностью S⁰, S⁴⁺ средние 25. Важнейшие окислители. Важнейшие восстановители.

-кислород

-типичные неметаллы в виде простых веществ(Cl2,Br2,F2,)

-электрический ток на аноде при электролизе.

-сложные вещества содержащие элементы в высших степенях окисления.

Пример:

+ 7+ 2-

KMnO4

-сильные кислоты в том числе кислород содержащий кислоты и их соли,содержащие в высших степенях окисления.

-вода

-некоторые оксиды

Пример:

4+ 2-

PbO2

-все ионы благородных металлов.

Важнейшие восстановление

-водород Н2

-электрический ток на катоде при электролизе.

-все металлы 1А и 2А группы в виде простых веществ.

-бескислородные кислоты и их соли (в случае образования простых веществ)

-С,Со –углерод

-соединение содержащие в низших степенях окисления.H2S

-сернистая и азотистая кислота и их соли.

-гидриды щелочных и щелочноземельных металлов.

26. Электрохимические процессы. Электродный потенциал. Устройство и работа медно-цинкового гальванического элемента Даниэля. Схема гальванического элемента. Электрохимическим процессом называется процессы сопровождающиеся возникновение электрического тока или сами вызываемые их.(в их основе лежат ОВР)

Устройства и работа гальванического элемента Даниэля.

Внутренняя степь

Гальванического

элемента

-2e ->

+2e ->

+ -> +

Электрод, на котором протекает процесс окисления, называется анодом.

Электрод на котором протекает процесс восстановления называется катионом (и несёт заряд +)

Схема гальванического элемента

| || |Cu

Одна вертикальная черта это условная граница между металлами и растворами электролита.

Две вертикальные черты это условная граница между 2 –мя растворами электролита.

27. Стандартный электродный потенциал металла. Ряд напряжений. Уравнение Нернста. ЭДС гальванического элемента. Водородный электрод Стандартный электродный потенциал металла-

Это электродный потенциал металла ,погружённого в раствор собственных ионов с концентрацией 1моль/л, по сравнению со стандартным водородным электродом ,потенциал которого условно равно 0.

Чтобы определить направление протекания реакции следует рассчитать ЭДС,

Реакция протекает в том направление, при котором ЭДС положительно.

–min, - max

Концентрация ионов металла =[ ]=0,1м

Гальванический элемент может быть составлен из электродов изготовленных из одного и того же металла

В гальваническом элементе анодом будет металл с меньшим стандартным электродным потенциалом.

Ряд напряжений.

Основополагающим звеном для понимания электрохимических процессов является ряд напряжения металлов. Если из двух любых металлов ряда изготовить электроды гальванического элемента, то на предшествующем в ряду материале появится отрицательное напряжение. Величина напряжения (электрохимический потенциал) зависит от положения элемента в ряду напряжении и от свойств электролита. Сущность ряда напряжения установим из нескольких простых опытов, для которых нам понадобятся источник тока и электрические измерительные приборы.

Уравнение Нернста- + · lg [ ]

Для стандартных условий.

–стандартный электродный потонцеал соответствующего металла

0,059 –коэф.для стандартных условий

n-количество электронов ,которые принимают участие в конкретном процесс.

[ ]-молярная концентрация ионов металлов в растворе.

Водородный электрод, платиновая пластинка, электролитически покрытая платиновой чернью, погружённая в раствор кислоты с определённой концентрацией ионов водорода Н⁺ и омываемая током газообразного водорода. Потенциал В. э. возникает за счёт обратимо протекающей реакции