17.Электронная теория окисления-восстановления

Ионные реакции в растворах можно подразделить на два типа. Реакции первого типа не связаны с изменением заряда ионов и представляют собой ионно-обменные взаимодействия. Ко второму типу относятся реакции, в ходе которых заряды ионов изменяются, что обусловлено передачей электронов от одного иона другому. Взаимодействия, связанные с передачей электронов от одних атомов другим, называются окислительно-восстановительными.

Окислителем называется ион, который при взаимодействии принимает электроны, восстановителем – ион, отдающий электроны.

В ходе окислительно-восстановительных процессов происходят 2 полуреакции одновременно:

1.Восстановления – атомы и ионы принимают электроны, называются окислителями, сами при этом восстанавливаются.

2. Окисления – атомы или ионы отдают электроны, называются восстановителями, сам при этом окисляются.

Окисление и восстановление представляют единый процесс, в ходе реакции окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется. Окислитель может проявить свою функцию только тогда, когда в растворе одновременно присутствует и восстановитель, и наоборот.

Степень окисления – условный заряд атома в молекуле, вычисленный из предположений, что молекула или кристалл полностью построены из иона.

Эффективный заряд – отражает собой степень смещения электронной плотности от менее электроотрицательного атома к более электроотрицательному атому.

Используя понятие о степени окисления, можно дать более общее определение процессов окисления и восстановления. При окислении степень окисления увеличивается, при восстановлении – уменьшается. Коэффициенты в уравнении ОВР определяют двумя методами: электронного баланса и полуреакций.

1. (пример из тетради)

2. В методе полуреакций коэффициенты в уравнении ОВР определяют с учетом конкретной формы ионов, участвующих во взаимодействии. Преимущество метода состоит в том, что нет необходимости пользоваться формальным представлением о степени окисления. Кроме того, этот метод позволяет учесть влияние реакции среды на характер ОВ процесса.

(пример из тетради, стр.173)

Этот метод исходит из того, что составляются (записываются) полуреакции, отражающие процессы восстановления и окисления тех реальных ионов, которые существуют в растворах или расплавах. В эти уравнения вводятся молекулы малодиссоциирующих, труднорастворимых, летучих веществ, в них же отражается реакция среды (Н+, ОН-, Н2О). Понятие степени окисления в этом методе не используется. Баланс заряда в левой и правой частях полуреакции создается посредством присоединения и отдачи электронов.

(пример из тетради)

Складываем левые и правые части полуреакций с учетом найденных коэффициентов. Переносим найденные коэффициенты из сокращенного уравнения в уравнение в молекулярной форме.

Виды окислительно-восстановительных реакций

Межмолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах разных веществ, например:

Н₂S + Cl₂ → S + 2HCl

Внутримолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах одного и того же вещества, например:

2H₂O → 2H₂ + O₂

Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) — реакции, в которых один и тот же элемент выступает и как окислитель, и как восстановитель, например:

Cl₂ + H₂O → HClO + HCl

Репропорционирование (конпропорционирование, контрдиспропорционирование) — реакции, в которых из двух различных степеней окисления одного и того же элемента получается одна степень окисления:

Метод электронного баланса

Суть метода электронного баланса заключается в: 

Подсчете изменения степени окисления для каждого из элементов, входящих в уравнение химической реакции

Элементы, степень окисления которых в результате произошедшей реакции не изменяется - не принимаются во внимание

Из остальных элементов, степень окисления которых изменилась - составляется баланс, заключающийся в подсчете количества приобретенных или потерянных электронов

Для всех элементов, потерявших или получивших электроны (количество которых отличается для каждого элемента) находится наименьшее общее кратное

Найденное значение и есть базовые коэффициенты для составления уравнения.

Метод полуреакций.