МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОУ СВЕРДЛОВСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

СЕРЕБРЯКОВА А.И.

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Окислительно-восстановительные реакции

Учебное пособие для студентов очной формы обучения

(базовый уровень средне-профессионального образования)

Екатеринбург

2005

Рецензенты:

Л.И. Русинова - доцент кафедры органической химии Уральского Государственного

Технического Университета (УГТУ - УПИ), кандидат химических наук.

Т.В.Главатских - преподаватель органической химии Свердловского Областного Фарма-

цевтического колледжа.

Автор:

А.И.Серебрякова - преподаватель химии высшей категории, кандидат химических наук.

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Окислительно-восстановительные реакции

Учебное пособие для студентов очной формы обучения

(базовый уровень средне-профессионального образования)

Учебное пособие содержит несколько разделов. В нем отражены вопросы, которые знакомят студентов с понятиями окислителей и восстановителей, процессами окисления и восстановления, степени окисления, методами уравнивания. Материал тесно связан с профессиональной направленностью: с применением ОВР в анализе лекарственных средств.

Рекомендовано методическим советом фармацевтического колледжа

Протокол № от ____ ___________ 2005 года

Свердловский областной фармацевтический колледж

2005 год

3.

Содержание

1. Введение. Что такое ОВР с.3

2. Вычисление степеней окисления с.5

3. Процессы окисления и восстановления. Восстановители

и окислители с.7

4. Классификация ОВР с.9

5. Составление уравнений ОВР. Метод электронного

баланса с.9

6. Метод ионно-электронный (полуреакций) с.15

7. Превращения некоторых ионов и веществ в ОВР в

различных средах с.21

8. Вычисление эквивалента вещества в ОВР с.23

4.

Введение

Окислительно- восстановительные процессы принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций и имеют большое значение в теории и практике.

При анализе лекарственных средств, как и многих других веществ, используются количественные методы, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Это методы перманганатометрии, йодометрии, броматометрии и др.

Вот некоторые реакции, которые лежат в основе этих методов или используются для определения содержания количества веществ:

а) 5H₂C₂O₄ + 2KM n O₄ + 3 H₂SO₄  2 MnSO₄ +K₂SO₄ +3H ₂O

перманганатометрия

б) 5H₂O₂ + KM n O₄ + 3 H₂SO₄  2 MnSO₄ +K₂SO₄ + О₂ +8H ₂O

в) 2 Na₂S ₂O₃ + I₂  2 NaI + Na₂S ₄O ₆

^{тетратионат натрия} иодометрия

г) K₂Cr₂O₇ + 3 KI + 7H₂SO₄  Cr₂(SO₄)₃ + 4 K₂SO₄ + 3I₂ + 7 H₂O

д) KBrO₃ + 6KI + 6HCl  KBr + 6KCl + 3I₂ + 3 H₂O

броматометрия

е) KBrO₃ + 5KBr + 6HCl  6KCl + 3Br₂ + 3 H₂O

ж) 2HNO₂ + 2HI I₂ +2NO + 2H₂O нитритометрия

Окисление-восстановление - один из важнейших процессов природы. С ним связаны дыхание и обмен веществ, гниение и брожение, фотосинтез, нервная деятельность человека и животных. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессе коррозии

метaллов и при электролизе. Они лежат в основе металлургических процессов и круговорота веществ в природе; с их помощью получают кислоты, щелочи и многие другие ценные продукты.

Реакции окисления-восстановления лежат и в основе многих методов лабораторной диагностики. Вы в своей будущей учебе и работе будете постоянно встречаться с ОВР, начиная с мытья лабораторной посуды и кончая проведением самых различных видов анализа.

Что такое овр?

Все многообразие химических реакций можно разделить на 2 типа:

1. Реакции, протекающие без изменения степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ.

Например:

+1 -1 +1 +5 -2 +1 -1 +1+5 -2

KCl + АgNОз = AgCl~ + КNОз

+2 +4 -2 +2 -2 +4 -2

МgСОз = MgO + СО₂

2. Реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ.

5.

Например:

0 +2 +6 -2 +2 +6 -2 0

Fе + CuSO₄= FeS0₄ + Си

^--3 +1 +3 -2 0 +1 -2

NH₄NO₂ = N₂ ^ + 2H ₂ O

Сравните степени окисления подчеркнутых элементов.

Р еакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно- восстановительными.

С современной точки зрения: изменение степени окисления связано с оттягиванием или перемещением электронов. Поэтому, наряду с приведенным выше определением, можно дать такое определение ОВР:

Окислительно-восстановительными называются реакции, при которых происходит переход электронов от одних атомов, молекул, ионов к другим.

Задание для самоконтроля № 1:

Среди приведенных ниже уравнений выберите уравнения ОВР.

1) Zп(ОН)₂ + 2NaOH= Na₂ ZnО₂ + 2Н₂ О

2) 4НNОз + Сu = Сu(NО)₂ + 2NО₂ + 2Н₂ О

3) Fe + 2НСI = FeСI₂ + Н₂

4) СаСОз = СаО + СО₂

5) MnО₂ + HCl = Cl₂ + МnC1₂ + Н₂ О

Если Вы забыли...

что такое степень окисления и как ее найти.

Степень окисления характеризует состояние атома в молекуле. Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов.

Или … -это условный заряд, который приобретает атом при условии полного смещения пары электронов ковалентной связи к более электроотрицательному атому.

Степень окисления может принимать отрицательное значение, если атом принял электроны ( -1, -2 и т.д.);

-положительное значение, если

атом отдал электроны ( +1, +2 и т.д.)

-нулевое значение, если смещения не произошло и электронные пары, в равной мере принадлежат обоим атомам (обычно нулевая степень окисления присуща простым веществам - Н₂, Р₄, Fe, Na, S, O₂ с ковалентной неполярной связью или металлической - Fe, Na и др.).

6.