19. Окислительно-восстановительные реакции (овр). Степень окисления атомов Основные окислители и восстановители. Составление уравнений овр методами электронного и электронно-ионного баланса.

ОВР-реакции, протекающие с изменением степени окисления.

Степень окисления - условный заряд, вычисленный в предположении, что соед-е сост. только из атомов, ионов и электронов. ОВР сост. из процессов окисления и восстановления. Окисление-процесс отдачи электронов. Восстановление-процесс присоед-я эл-в, понижение ст.окисления. окислитель всегда восстанавливается и наоборот.

Любая ОВР состоит из процессов окисления и восстановления:

Окисление – это процесс отдачи электронов при этом происходит понижение степени окисления.

Восстановление – это процесс присоединения электронов, при этом происходит понижение степени окисления.

Реакции, в кот. ок-ль. и восст-ль предс. собой различные ве-ва наз. межмолеклярными. Если ок-ль и восс-ль атомы одной молекулы - внутримолекулярные.

Разновидностью ОВР является - р-я диспропорционирования, т.е. самопроизв-го окисления или восстановления, это ок-е или восс-е атомов или ионов одной и той же молекулы.

Любую реакцию ОВР рассматривают исходя из осн. определения реакции с переносом электрона для составления электронного баланса и применяют метод полуреакции (электронно-ионный).

Стадии окисления и восст-я разделены: 1.установление формул исх. в-в и продуктов реакции. 2.опред. степени окисления элементов. 3.опред. числа эл-в, отдаваемых восст-ем и приним-х ок-лем. 4.опред. коэффициентов при всех веществах.

Направление по энергии Гиббса. G<0 – в прямом направлении

Классификация ОВР. Межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции Окислитель и восстановитель находятся в разных веществах; обмен электронами в этих реакциях происходит между различными атомами или молекулами: S⁰ + O₂⁰ → S+4O₂^-2; S - восстановитель; O₂ – окислитель Cu+2O + C+2O → Cu⁰ + C+4O₂; CO - восстановитель; CuO – окислитель; Zn⁰ + 2HCl → Zn+2Cl₂ + H₂⁰↑; Zn - восстановитель; HСl – окислитель; Сюда же относятся реакции между веществами, в которых атомы одного и того же элемента имеют разные степени окисления 2H₂S^-2 + H₂S+4O₃ → 3S⁰ + 3H₂O; Внутримолекулярные окислительно- восстановительные реакции. Во внутримолекулярных реакциях окислитель и восстановитель находятся в одной и той же молекуле. Внутримолекулярные реакции протекают, как правило, при термическом разложении веществ, содержащих окислитель и восстановитель.

2KCl+5O₃^-2 → 2KCl^-1 + 3O₂⁰↑; Cl⁺⁵ - окислитель; О^-2 - восстановитель

N^-3H₄N⁺⁵O₃ –t°→ N₂⁺¹O↑ + 2H₂O; N⁺⁵ - окислитель; N^-3 – восстановитель

Электронный баланс - метод нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, в котором рассматривается обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления. Число электронов, отданное восстановителем равно числу электронов, получаемых окислителем. Уравнение составляется в несколько стадий: 1. Записывают схему реакции. KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂↑ + H₂O; 2. Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые меняются. KMn⁺⁷O₄ + HCl^-1 → KCl + Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰↑ + H₂O

3. Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных оки

-ем и отдаваемых восстановителем.

Mn⁺⁷ + 5ē → Mn⁺²

2Cl^-1 - 2ē → Cl₂⁰

4. Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления.

Mn⁺⁷ + 5ē → Mn⁺² 2

2Cl^-1 - 2ē → Cl₂⁰ 5

––––––––––––––––––––––––

2Mn⁺⁷ + 10Cl^-1 → 2Mn⁺² + 5Cl₂⁰

5. Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции.

2KMn⁺⁷O₄ + 16HCl^-1 → 2KCl + 2Mn⁺²Cl₂ + 5Cl₂⁰ + 8H₂O

Электронно-ионный баланс (метод полуреакций) метод нахождения коэффициентов, в котором рассматривается обмен электронами между ионами в растворе с учетом характера среды:

2Cl^1- – 2ē → Cl₂⁰ 5

MnO₄^1- + 8H⁺ + 5ē → Mn ²⁺ + 4H₂O 2

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

10Cl^- + 2MnO₄ ^1- + 16H⁺ → 5Cl₂⁰↑ + 2Mn ²⁺ + 8H₂O

(для уравнивания ионной полуреакции используют H+, OH- или воду)