Окислительно - восстановленные реакции

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) – реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления элементов (атомов).
Степень окисления (СО) – условный электрический заряд, возникающий на атоме при образовании химической связи за счет смещения электронов к более электроотрицательному элементу.

АТОМЫ РАЗНЫЕ
ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬ-НОСТИ НЕ РАВНЫ
КОВАЛЕНТНАЯ ПОЛЯРНАЯ СВЯЗЬ
+δ И ─δ – УСЛОВНЫЙ ЗАРЯД – СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ
ЭО(Li)=1,0 < ЭО(H)=2,2
Li+ → H─
МОЛЕКУЛА ПОЛЯРНАЯ

Mg0 + Ag+N+5O─23 →
→ Mg+2O + N02 + O2 + Ag0
1) Mg0 + 2Ag+NO3 = Mg+2(NO3)2 + Ag0
Mg0 - восстановитель
Ag + - окислитель
2)2Mg(N+5O─23)2= 2MgO + 2N02 + 5O02
N+5 - окислитель
O─2 - восстановитель

Элементы с постоянной СО: H+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Be+2, Mg+2, Ca+2, Sr+2, Zn+2, Ag+, Cd+2, Ba+2, Hg+2, Al+3, Si+4, O─2, F─ .
ИСКЛЮЧЕНИЯ: гидриды Li+H─,
перекиси H+→O─ ─ O─←H+
Переменная СО: H+2Sx, H+2SxO─23, H+2SxO─2 4
(+1)•2 + х = 0
х = 0- 2
х = -2
(+1)•2 +(-2)•3 +х =0
х = 0 – 2 + 6
х = +4
(+1)•2 + (-2)•4 +х = 0
х = 0 – 2 + 8
х = +6

Окисление – отдача электронов:
Mg0 - 2ē → Mg+2
S─2 - 2ē → S0
Восстановление – принятие электронов:
Ag+ + ē → Ag0
N+5 + 5ē→ N0
восстановители
окислители

Типы ОВР:
1. Межмолекулярные:
N02 + 3H02 = 2N─3H+3
Ок-ль
Вос-ль
2. Внутримолекулярные:
Pb(N+5O─23)2 → PbO + N+4O2 + O02
Ок-ль
Вос-ль
3. Диспропорционирование:
4H3P+3O3 = 3H3P+5O4 + P─3H3
Ок-ся и вос-ся

«Фараонова змея»:
2Hg(NCS)2 = 2HgS + C3N4 + CS2
CS─22 + 3O02 = CO─22 + 2S+4O2
Электронный баланс:
S─2 -6ē → S+4 – окисление, восстановитель
O02 + 4ē → 2O─2 - восстановление, окислитель
12 – наименьшее общее кратное
2
3

Для окисления или восстановления в стандартных условиях:
ΔG0 = - nFϕ0
n – кол-во ē; F = 96480 Кл/моль – const Фарадея; ϕ0 - стандартный окислительно-восстановительный потенциал реакции, В.
Ag+ + ē → Ag
ΔG0 = - 1(96480) (+0,80) = -77184 Дж/моль < 0
Fe 2+ + 2ē → Fe
ΔG0 = - 2(96480) (-0,41) = 79113 Дж/моль > 0
Р-ция самопроизвольно протекает в прямом направлении
Р-ция самопроизвольно НЕ протекает в прямом направлении

Направление самопроизвольного протекания ОВР:
Полуреакция с большим значением ϕ0 – всегда ОКИСЛИТЕЛЬ!
Полуреакция с меньшим значением ϕ0 – всегда ВОССТАНОВИТЕЛЬ!
PbO2 + 4H+ + 2ē = Pb2+ + 4H2O
Br2 + 2ē = 2Br─
ϕ0 = 1,455В
ϕ0 = 1,065В
>
2Br─ + PbO2 + 4H+ = Pb2+ + Br2 + 2H2O
Вос-ль
Ок-ль