2)Восстановители

1. Среди элементарных веществ к типичным восстановителям принадлежат активные металлы (щелочные и щелочноземельные, цинк, алюминий, железо и др.), а также некоторые неметаллы, такие как водород, углерод, фосфор, кремний. При этом в кислой среде металлы окисляются до положительно заряженных ионов, а в щелочной среде те металлы, которые образуют амфотерные гидроксиды (цинк, алюминий, олово), входят в состав отрицательно заряженных анионов или гидроксокомплексов. Углерод чаще всего окисляется до СО или СО₂, а фосфор, при действии сильных окислителей, - до Н₃РО₄.

2. В бескислородных кислотах (HCl, HBr, HI, H₂S) и их солях носителями восстановительной функции являются анионы, которые, окисляясь, обычно образуют элементарные вещества. В ряду галогенид-ионов восстановительные свойства усиливаются от ионов хлора до ионов йода.

3. Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, содержащие ион Н^-, проявляют восстановительные свойства, легко окисляясь до свободного водорода:

CaH₂ + 2H₂O + Ca(OH)₂ + 2H₂

4. Металлы в низшей степени окисления (ионы Sn²⁺, Fe²⁺, Cu⁺, Hg₂²⁺) взаимодействуя с окислителями, способны повышать свою степень окисления:

SnCl₂ + Cl₂ = SnCl₄

5FeCl₃ + KMnO₄ + 8HCl (разб.) = 5FeCl₃ + MnCl₂ + KCl + 4H₂O

3)Окислительно-восстановительная двойственность

1. Йод в свободном состоянии, несмотря на более выраженную окислительную функцию, способен при взаимодействии с сильными окислителями играть роль восстановителя:

Кроме того, в щелочной среде для всех галогенов, исключая фтор, характерны реакции диспропорционирования:

Cl₂ + 2KOH = KClO + KCl + H₂O (на холоду)

3Cl₂ + 6KOH = KClO₃ + 5KCl + 3H₂O (при нагревании)

2. Пероксид водорода Н₂О₂ содержит кислород в степени окисления -1, который в присутствии восстановителей может понижать степень окисления до -2, а при взаимодействии с окислителями способен повышать степень окисления и превращаться в свободный кислород:

5H₂O₂ + I₂ = 2HIO₃ + 4H₂O (H₂O₂ – окислитель)

3H₂O₂ + 2KMnO₄ = 2MnO₂ + 2KOH +3O₂ + 2H₂O (H₂O₂ – восст-ль)

3. Азотистая кислота и нитриты, выступая в качестве восстановителей за счет иона NO₂^-, окисляются до азотной кислоты или ее солей:

5HNO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5HNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

Действуя в качестве окислителя, ион NO₂^- восстанавливается обычно до NO, а в реакциях с сильными восстановителями – до более низких степеней окисления азота:

2NaNO₂ = 2NaI + 2H₂SO₄ + 2NO + I₂ + 2Na₂SO₄ + 2H₂O

3.Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций используют два метода – метод электронного баланса и метод полурекций.

1.Метод электронного баланса.

В данном методе сравнивают степени окисления атомов в исходных и конечных веществах, руководствуясь правилом: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. Для составления уравнения надо знать формулы реагирующих веществ и продуктов реакции. Последние определяются либо опытным путем, либо на основе известных свойств элементов.

Рассмотрим пример. Составление уравнения реакции взаимодействия сероводорода с подкисленным раствором перманганата калия.

Запишем формулы исходных и конечных веществ реакции:

H₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ → S + MnSO₄ + K₂SO₄ +H₂O

Затем покажем изменение степеней окисления атомов до и после реакции:

_{-2 +7 0 +2}

H₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ → S + MnSO₄ + K₂SO₄ +H₂O

Изменяются степени окисления у атомов серы и марганца (H₂S – восстановитель, KMnO₄ – окислитель). Составляем электронные уравнения, т.е. изображаем процессы отдачи и присоединения электронов:

_{-2 0}

S - 2ē = S 5

_{+7 +2}

Mn + 5ē = Mn 2

Находим коэффициенты при окислителе и восстановителе, а затем при других реагирующих веществах. Из электронных уравнений видно, что надо взять 5 моль H₂S и 2 моль KMnO₄, тогда получим 5 моль атомов S и 2 моль MnSO₄. кроме того, из сопоставления атомов в левой и правой частях уравнения, найдем, что образуется также 1 моль K₂SO₄ и 8 моль воды. Окончательное уравнение реакции будет иметь вид:

5H₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄ +8H₂O

Записываем уравнение в ионной форме:

5H₂S + 2MnO₄^- + 6Н⁺ = 5S + 2Mn²⁺ + 8Н₂О

Правильно записанное уравнение реакции является выражением закона сохранения массы веществ. Поэтому число одних и тех же атомов в исходных веществах и продуктах реакции должно быть одинаковым. Должны сохраняться и заряды. Сумма зарядов исходных веществ всегда должна быть равна сумме зарядов продуктов реакции.