Контрольные вопросы

1. Что такое дисперсные системы? Из каких компонентов они состоят?

2. Что такое суспензии и эмульсии?

3. Как называются частицы дисперсной фазы в коллоидных растворах?

4. Как образуется мицелла?

5. Что такое коагуляция и чем она вызывается?

1.8. Окислительно-восстановительные реакции

Химические реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов в молекулах реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными.

Например:

Такая реакция является окислительно-восстановительной, так как в процессе реакции атомы меди и ртути изменяют свои степени окисления на .

В окислительно-восстановительных реакциях происходит переход электронов от атомов одного элемента к атомам другого элемента.

Процесс отдачи электронов называется окислением. При окислении происходит повышение степени окисления элемента.

Например:

Процесс присоединения электронов называется — восстановлением. При восстановлении происходит понижение степени окисления элемента.

Например:

Уравнения выражающие процессы окисления и восстановления, называются — электронными уравнениями.

Восстановителями называются атомы, молекулы или ионы, которые в процессе окисления отдают электроны. Так, в нашем примере атомы меди являются восстановителями.

Окислителями называются атомы, молекулы или ионы, которые в процессе восстановления присоединяют электроны. Ионы ртути, в нашем случае, являются окислителями.

По окислительно-восстановительным свойствам все вещества можно разделить на три группы:

1. Вещества, которые могут быть только окислителями. В таких веществах элементы, изменяющие свою степень окисления, находятся в высшей степени окисления (см. табл. 1).

Таблица 1

Важнейшие окислители

Элемент	Высшая степень окисления	Вещества-окислители (примеры)
N	+5	HNO3
Mn	+7	KMnO4, HMnO4
Cr	+6	K2Cr2O7, CrO3
Pb	+4	PbO2
F	0	F2
Bi	+5	HBiO3
S	+6	H2SO4 (концентрир.)

Атомы, имеющие высшую степень окисления, не могут отдавать электроны, а могут только присоединять их.

2. Вещества, которые могут быть только восстановителями. В таких веществах элементы, изменяющие свою степень окисления, находятся в низшей степени окисления (см. табл. 2).

Таблица 2

Важнейшие восстановители

Элемент	Низшая степень окисления	Вещества-восстановители (примеры)
N	-3	NH3
S	-2	H2S
F, Cl, Br, I	-1	HF, HCl, HBr, HI
P	-3	PH3
H	-1	гидриды металлов (NaH)
Все металлы	0	Na, Fe, Al, Zn…

Атомы с низшими степенями окисления не могут присоединять электроны, а могут только отдавать их.

3. Вещества, которые могут быть и окислителями, и восстановителями (в зависимости от условий протекания химической реакции). Молекулы таких веществ содержат элементы с промежуточной степенью окисления (см. табл. 3).

Таблица 3

Вещества, проявляющие

окислительно-восстановительную двойственность

Элемент	Промежуточные степени окисления	Вещества (примеры)
N	0 +3	N2 HNO2
S	0 +4	S SO2, H2SO3
Fe	+2	FeSO4, FeCl2

Атомы имеющие промежуточную степень окисления могут принимать и отдавать электроны в результате реакции. Различают три типа окислительно-восстановительных реакций.

1. Межмолекулярные реакции — протекают с изменением степени окисления атомов в различных молекулах. Например:

.

2. Внутримолекулярные реакции — атомы, изменяющие свою степень окисления находятся в одной молекуле. Например:

.

3. Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстанов-ления) — реакции, идущие с изменением степени окисления атомов одного и того же элемента. Например:

.

Необходимо уметь составлять уравнениz окислительно-восстановитель-ных реакций. Наиболее простым является метод электронного баланса, в основе которого лежит правило: общее число электронов, которое отдает восстановитель, всегда равно общему числу электронов, которое присоединяет окислитель.

При составлении уравнения окислительно-восстановительной реакции необходимо:

а) составить схему реакции. Например:

;

б) определить атомы каких элементов изменят степень окисления:

;

в) составить электронные уравнения процессов окисления и восстанов-ления:

(окисление);

(восстановление);

— восстановитель; — окислитель;

г) подобрать коэффициенты, чтобы число элементов, которые отдает восстановитель ( ) было равно числу электронов, которые присоединяет окислитель ( ):

	5;
	2;

д) перенести эти коэффициенты в схему реакции и подобрать коэффициенты перед формулами других веществ реакции:

.

Правильность составления уравнения реакции обычно определяется по числу атомов кислорода в левой и правой части уравнения.