4.12. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель рН. Индикаторы. Понятие о буферных растворах. Значение рН в технологических процессах.

5. Электрохимические процессы.

5.1. Окислительно-восстановительные реакции. Классификация окислительно-восстановительных реакций. Важнейшие окислители и восстановители. Изменение окислительно-восстановительных свойств в связи с положением элементов в периодической системе Д.И. Менделеева.

Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в которых изменяется степень окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.

Степень окисления - это тот условный заряд, который приобрел бы элемент, если предположить, что он принял или отдал то или иное число электронов.

Степень окисления позволяет охарактеризовать химические свойства вещества и определить, будет ли частица отдавать либо принимать электроны.

Если идет переход электронов с орбитали одной частицы на орбиталь другой, то такой процесс называется отдачей электронов или окислением (степень окисления повышается). Присоединение электронов, сопровождающееся понижением степени окисления, называется восстановлением.

Частицы, отдающие электроны, называются восстановителями, а частицы, принимающие электроны - окислителями.

В каждой окислительно-восстановительной реакции имеется окислитель и восстановитель.

К типичным восстановителям относятся:

• простые вещества, атомы которых имеют малую электроотрицательность.

Например, металлы и многие неметаллы (водород, углерод);

• отрицательно заряженные ионы неметаллов (S^2-, I^-, Br^-,l^- и др.);

• положительно заряженные ионы металлов в низкой степени окисления ( Fe²⁺, Cr²⁺, Mn²⁺, Cu⁺ и др.).

Только восстановителями могут быть соединения, содержащие элементы в низшей степени окисления, равной (№группы –8) (число электронов, которые атом может присоединить на внешний энергетический уровень)

Окислителями могут быть простые вещества, атомы которых характеризуются высокой электроотрицательностью.

Например: кислород, катионы и анионы, содержащие атомы с высокой степенью окисления - Fe³⁺, Pb⁴⁺, Au³⁺, NO₃^-, SO₄^2-, CrO₄^2-. Соединения, содержащие элементы в высшей степени окисления, равной номеру группы, могут быть только окислителями.

Если же вещество содержит элемент в промежуточной степени окисления, то в зависимости от условий проведения реакции оно может быть и окислителем, и восстановителем.

В химических окислительно-восстановительных реакциях окисление и восстановление взаимосвязаны. В ходе реакции восстановитель отдает свои электроны, а окислитель принимает. Число отданных электронов должно быть равно числу принятых электронов.

Классификация окислительно-восстановительных реакций

1. Межмолекулярный окислительно-восстановительный процесс - это процесс, в котором окислители и восстановители являются разными веществами.

Например:

C + O₂ = CO₂

восстановитель окислитель

2. Внутримолекулярный окислительно-восстановительный процесс -это процесс, в котором окислитель и восстановитель представляют атомы одной и той же молекулы.

Например:

NH₄NO₂ = N₂ + 2H₂O;

2KClO₃ = 2KCl + 3O_2.