Вопросы для самопроверки

1. Какие вещества называются восстановителями?

2. Что называется энергией ионизации, в каких единицах она измеряется?

3. Как изменяется энергия ионизации элементов в периодиче­ской системе в главных подгруппах и в периодах?

4. Какой из приведенных элементов является наиболее силь­ным восстановителем: магний, кальций, стронций, барий?

5. Какой из приведенных ионов является наиболее сильным восстановителем: F^-, СГ, Вг~, 1“ ?

§ 4. Окислители

Из § 2 известно, что окислители- это вещества, атомы или ионы которых в процессе реакциипринимают электроныи сами при этом восстанавливаются. Выясним, какие вещества явля­ются типичными окислителями.

Неметаллы, атомы которых имеют в наружной электрон­ной оболочке 7, 6. 5, 4 электрона. Вступая в реакцию, они при­нимают недостающие до октета электроны и соответственно по-^! нижают свою степень окисления. Однако среди неметаллов ти­пичными окислителями являются только фтор F₂ и кислород'

2. все же остальные в соединении с кислородом проявляют восстановительные свойства, хотя с подавляющим большинст­вом простых и сложных веществ ведут себя как окислители:

окислитель F⁰ + 1ё -->F" - процесс восстановления;

окислитель О⁰+ 25 —»0“²- процесс восстановления.

Мерой окислительной активности элемента является срод­ство к электрону.Сродство к электрону— это тепловой эф­фект реакции присоединения электрона к нейтральному атому с образованием отрицательно заряженного иона. Сродство к электрону выражается в кДж/г-атом или в эВ/г-атом. Чем боль­ше сродство к электрону, тем сильнее выражены окислительные свойства элементов.

В периодической системе элементов сродство к электрону возрастает с увеличением порядкового номера элемента: в пе­риодах слева направо, а в главных подгруппах - снизу вверх. Самым сильным окислителем является фторF.

Резкой границы между элементами-окислителями и элемен­тами-восстановителями нет. Целый ряд элементов в зависимости от условий реакции может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства, которые характеризуются величи­ной энергии ионизации и сродством к электрону. Более полную характеристику элементов (с точки зрения способности их ато­мов принимать и отдавать электроны) дает величина, называе­мая электроотрицательностъю. Электроотрицатепъностъ — это полусумма энергий ионизации и сродства к электрону. Чем больше электроотрицательность, тем сильнее выражены окислительные свойства элементов.

Вещества, в состав которых входят атомы элементов всвоей высшей степени окисления,проявляют способность толь­ко принимать электроны. При этом их положительная степень окисления понижается. Ниже даны примеры часто встречаю­щихся типичных окислителей.

Азотная кислотаHN0₃ содержит атом азота в высшей степе­ни окисления + 5, благодаря чему являетсятипичным окислите­лем.В зависимости от условий реакции азотная кислота восста­навливается до следующих продуктов:

восстановление +5 +4 +3 +2+10 -3HN0₃ ->N0₂ HN0₂ -»NO -> N₂0 -> N₂ -> NH₃

Серная кислотаH₂S04 (концентрированная) содержит атом се­ры в высшей степени окисления+6иявляется типичным окисли­телем.В зависимости от условий реакции концентрированная серная кислота восстанавливается до следующих продуктов:восстановление +6+4 0 -2H₂S0₄ -»S0₂ -»S —>H₂S

Дихромат калияК₂Сг₂0₇содержит атом хрома в высшей сте­пени окисления +6, благодаря чему является типичным окисли­телем. В сернокислой среде дихромат калия восстанавливается до сульфата хрома:

+6 +3

К₂Сг₂0₇->Cr₂(S0₄)₃.

Перманганат калияКМп0₄содержит атом марганца в выс­шей степени окисления + 7, благодаря чемуявляется сильней­шим окислителем.Восстановление перманганата калия зависит от характера среды, в которой протекает реакция:

в кислой среде Mn⁺' (КМп0₄)———>Mn⁺² (MnS0₄);

в нейтральной среде Mn⁺⁷ (КМп0₄)———>Мп⁺⁴(Мп0₂);

в щелочной среде Мп⁺⁷(КМп0₄) —^+|-^е-->Мп^+б(К₂Мп0₄).

Ионы металлов в высшей степени окисленияявляются силь­ными оки сл ит елял иг.

Sn⁺⁴(Sn⁺⁴Cl₄ - ⁺²⁵ >Sn⁺²C1₂);

Fe⁺³(Fe⁺³Gl₃ ^+Ге >Fe⁺²C1₂).