Практическая работа 9. Окислительно-восстановительные реакции. Составление уравнений методом электронного баланса

Цель работы: научиться составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса.

Пояснения к работе

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)

– это химические реакции, при которых происходит изменение степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ.

Степень окисления

– это условный заряд элемента в веществе. Степень окисления рассчитывается из предположения, что все связи в веществе – ионные. Изменение степени окисления происходит в результате отдачи или принятия электронов атомами, молекулами или ионами.

Степень окисления может принимать отрицательное, положительное и нулевое значение. Отрицательное значение степени окисления у тех атомов, которые приняли электроны от других атомов (или в их сторону произошло смещение электронов). Положительная степень окисления определяется числом электронов, оттянутых от данного атома. Степень окисления атомов в простом веществе равна нулю

Окисление

– процесс отдачи электронов атомами, молекулами или ионами

Восстановление

– процесс принятия электронов атомами, молекулами или ионами

.

Восстановители

– атомы, молекулы или ионы, которые в процессе окисления отдают электроны другим частицам. Типичными восстановителями являются атомы, на внешнем энергетическом уровне которых имеется от 1 до 3 электронов. К этой группе восстановителей относятся металлы; например Cu. Bосстановительные свойства могут проявлять и неметаллы, например, водород, углерод. Восстановителями могут быть также отрицательно заряженные ионы неметаллов, так как они способны отдавать избыточные электроны.

Окислители

– атомы, молекулы или ионы, которые в процессе восстановления принимают электроны от других частиц. Типичными окислителями являются атомы элементов, на внешнем энергетическом уровне которых имеется 7, 6 или 5 электронов. Из простых веществ самый сильный окислитель – фтор. Очень сильными окислителями оказываются вещества, содержащие элементы в высшей степени окисления. Например, концентрированная азотная кислота HNO₃ (N⁺⁵).

Правила определения степени окисления (с.о.) элементов в веществах

1. в простых веществах степень окисления элементов равна нулю (с.о. = 0)

2. в сложных веществах степень окисления кислорода равна минус двум (с.о.(О) = (–2))

3. в сложных веществах степень окисления водорода равна плюс одному с.о.(Н) = (+1))

4. в сложных веществах степень окисления металлов равна заряду соответствующего иона. (с.о.(Ме) = (n+)) Заряды ионов удобно определять при помощи таблицы растворимости.

5. в остальных случаях степень окисления рассчитываются. Расчет основан на том, что вещество в целом нейтрально, то есть сумма положительных степеней окисления должна быть равна сумме отрицательных степеней окисления.

В химической формуле степень окисления записывается над знаком элемента справа.

Например, определить степени окисления элементов в серной кислоте Н₂SO₄

Воспользуемся правилами

В сложных веществах степень окисления водорода равна плюс одному: Н⁺¹, число атомов водорода равно двум, итого два плюса.

В сложных веществах степень окисления кислорода равна минус двум: О^-2, число атомов кислорода равно четырем, итого восемь минусов.

Для того, чтобы сумма плюсов равнялась сумме минусов, недостает шести плюсов. Значит, степень окисления серы равна плюс шести:S^+6.

Проверка: +2 + 6 – 8 = 0

Окончательная запись: H₂⁺¹ S⁺⁶O₄^-2