42.Классификация окислительною - восстановителя реакций. Окислители и восстановители. Степени окисления. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций в растворах.Уравнение Нернста.

Уравнения окислительно-восстановительных реакций.

Реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными. Окислителями называются вещества, присоединяющие электроны. Во время реакции они восстанавливаются.

Восстановителями называются вещества, отдающие электроны. Во время реакции они окисляются.

Различают три основных типа окислительно-восстановительных реакций:

1. Реакциями межмолекулярного окисления-восстановления являются все уже рассмотренные нами в этом параграфе реакции.

3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

2. Реакции диспропорционирования происходят тогда, когда молекулы одного и того же вещества способны окислять и восстанавливать друг друга. Это становится возможным, если вещество содержит в своем составе атомы какого-либо элемента вПРОМЕЖУТОЧНОЙ степени окисления. Следовательно, степень окисления способна как понижаться, так и повышаться. Например:

3HNO₂ = HNO₃ + 2NO + H₂O

3. Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления происходят тогда, когда в молекуле соседствуют атомы-окислители и атомы-восстановители. 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂

Внутримолекулярная реакция разложения бертолетовой соли при нагревании используется при получении кислорода в лаборатории.

Ионно-электронный метод

Этот метод основан на составлении ионных уравнений для процесса окисления и процесса восстановления с последующим суммированием их в общее уравнение.

В методе электронно-ионного баланса (методе полуреакций) рассматривают переход электронов от одних атомов или ионов к другим с учетом характера среды. Сильные электролиты записывают в виде ионов, слабые электролиты или нерастворимые вещества – в молекулярной форме. Для уравнивания числа атомов водорода и кислорода используют молекулы Н₂О и ионы Н⁺ ( в кислой среде) или ОН^- (в щелочной среде).

В кислой среде: там где не хватает кислорода добавляем воду столько сколько не хватала кислорода и в противоположную сторону протоны водорода.

1 FеS₂ + 8Н₂О-15е = Fе³⁺ +2SО₄^2- + 16 Н⁺

5 NО₃^- + 4Н⁺ +3е = NО+ 2Н₂О

FеS₂ + 5 NО₃^- + 4Н⁺ = Fе³⁺ +2Н₂SО₄^2- + 5 NО+ 2Н₂О

FеS₂ +8 НNО_3(конц) = Fе(NО₃)₃ +2Н₂SО₄ +5 NО+2 Н₂О

В щелочной среде: там где не хватает кислорода добавляем группу ОН^- в два раза больше чем не хватало кислорода в противоположную сторону молекулы воды столько сколько не хватало кислорода.

SО₃^-2+2ОН^- -2е = SО₄^-2 + Н₂О 1

МnО₄^- +е =МnО₄^-2 2

SО₃^-2+2ОН^- +2МnО₄^- = SО₄^-2 + Н₂О +2МnО₄^-2

Nа₂ SО₃+2КМnО₄ +2NаОН = Nа₂SО₄ +К₂МnО₄ +Nа₂ МnО₄ +Н₂О

В нейтральной или слабощелочной среде:

SО₃^-2+Н₂О^- -2е = SО₄^-2 + 2Н⁺ 3

МnО₄^- +2Н₂О +3е =МnО₂ +4ОН^- 2

3SО₃^-2 +2МnО₄^- +Н₂О= 3SО₄^-2 +2МnО₄^-2 +2ОН^-

2Nа₂ SО₃+2КМnО₄ +Н₂О =2 Nа₂SО₄ +2МnО₂ +2КОН

Пероксид водорода в зависимости от среды восстанавливается согласно схеме:

В кислой среде Н₂О₂ +2Н⁺ +2е = 2 Н₂О

В нейтральной и щелочной среде:

Н₂О₂ + 2е = 2ОН^-

Метод полуреакций применим только к окислительно-восстановительным реакциям в растворах.