Тема 10. Окислительно-восстановительные реакции

О.В.Р. – реакции, которые протекают с изменением степени окисления (с.о.) атомов элементов, участвующих в реакции.

Степень окисления – условный заряд атома в соединении, вычисленный из предположения, что молекула состоит из ионов.

С.О. Можно определить:

а ) по формуле, помня: б) по П.С. Д.И. Менделеева

• Молекула – электронейтральна ● Высшая с.о. = № группы

= > ∑с.о. атомов всех элементов = 0. Исключения:

• М е проявляют с.о. c IB – Сu, Ag, Au

Ме – IА: Li, Na, K, … = +1 o VIII B – Fe, Co, Ni (O, F, He, Ne)

Me – IIA: Са, Mg, Ba, … = +2 n ● Низшая («-» с.о.)

Me – ША: Al, … = +3 s характерна для р-эл-тов (неметаллов)

t IV, V, VI, VII = № гр. - 8

а остальные Ме – переменные

_{-2 +1 -1 +2 -1}

• O (искл.: Н₂О₂; ОF₂)

_{+1 +1 -1}

• H (искл.: NaH^‾)

Сущностью о.в.р. является перераспределение электронов

Окисление – процесс отдачи электронов (алгебраическая величина с.о. возрастает).

Восстановление – процесс принятия электронов (алгебраическая величина с.о. уменьшается).

Окислитель – частица, принимающая электроны (окислитель восстанавливается)

Восстановитель – частица, отдающая электроны (восстановитель окисляется)

Число электронов, отданных восстановителем равно числу электронов, принятых окислителем

Восстановители:

1. Ме – простые вещества;

2. Сложные вещества, содержащие элемент в низшей с. о.

Окислители:

1. Галогены;

2. Сложные вещества, содержащие элемент в высшей с. о.

Простые и сложные вещества, содержащие элемент в промежуточной с.о., проявляют окислительно-восстановительную двойственность

Подбор коэффициентов в о.В.Р. Методом электронного баланса

_{0 +5 +2 +1}

Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + N₂O + H₂O

Алгоритм

1. Определите элементы, изменившие с.о.

2. Выпишите элементы попарно.

Zn⁰ → Zn⁺²

2 N⁺⁵ → 2 N⁺¹

3. Если с.о. возрастает, то электроны прибавляем (столько электронов вычитаем и прибавляем на сколько единиц меняется с.о.), укажите процессы.

Zn⁰ – 2 ē → Zn⁺² – ок-е

в-ль

2 N⁺⁵ + 8 ē → 2 N⁺¹ – в-е

ок-ль

4. Находим Н.О.К. (ē) и подбираем к ним дополнительные множители.

н.о.к. доп. множитель

Zn⁰ – 2 ē → Zn⁺² – ок-е х4

в-ль 8

2 N⁺⁵ + 8 ē → 2 N⁺¹ – в-е х1

ок-ль

5. Суммируем левую часть схемы с левой, а правую – с правой, учитывая дополнительные множители.

Z n⁰ – 2 ē → Zn⁺² – ок-е х4

в-ль 8

2 N⁺⁵ + 8 ē → 2 N⁺¹ – в-е х1

о к-ль

∑ 4 Zn⁰ + 2 N⁺⁵ → 4 Zn⁺² + 2 N⁺¹

6. Переносим коэффициенты из баланса в схему реакции, учитывая, что HNO₃ является и окислителем и солеобразователем, поэтому коэффициент перед HNO₃ не переносим.

4 Zn + HNO₃ → 4 Zn(NO₃)₂ + N₂O + H₂O.

7. Уравниваем число атомов в левой и правой частях схемы, начиная с металлов, затем – НеМе, Н и проверяем правильность по О.

30 = 30

4 Zn + 10 HNO₃ → 4 Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5 H₂O