Окислительно-восстановительные реакции

Классификация реакций
Все химические реакции можно разделить на 2 группы, в одних реакциях степень окисления атомов остается неизменной (обменные реакции), а в других реакциях она меняется – это окислительно-восстановительные реакции.
Протекание их связано с переходом электронов от одних атомов (ионов) к другим.

Окислительно - восстановительные реакции (ОВР)
Реакции, протекающие с изменением степени окисления, называются окислительно – восстановительными.
Степень окисления – условный заряд атома в соединении, вычисленный из предположения, что оно состоит только из ионов.

«─» степень окисления имеют атомы, которые приняли электроны от других атомов или в их сторону смещены связующие электронные облака.
«+» степень окисления имеют атомы, которые отдали свои электроны другим атомам.
«0» степень окисления имеют атомы в молекулах простых веществ.

Правила определения степени окисления
самый электроотрицательный элемент, во всех соединениях -1.
за исключением гидридов металлов
постоянная степень окисления –2, за исключением:
пероксида водорода
фторида кислорода

Атомы элементов I-III групп ПС, отдающие свои электроны, имеют постоянную «+» степень окисления, равную номеру группы.
Исключение: Cu (+1,+2),
Au (+1,+3),
Hg (+1,+2).

Атомы элементов главных подгрупп IV-VI групп могут проявлять несколько степеней окисления.
Высшую «+», равную номеру группы
Промежуточную, на 2 единицы меньше, чем высшая,
Низшую «─», равную разности между номером группы и число 8
Исключение: N (+1,+2,+3,+4,+5, -3)

Атомы металлов могут иметь только «+» степень окисления.
Атомы элементов VII группы, главной подгруппы –галогены (кроме фтора) могут иметь в соединениях все нечетные степени окисления от ─1 до +7 (─1, +1, +3,+5,+7)
Алгебраическая сумма степеней окисления в соединение равна 0, а в сложном ионе – заряду иона.

Окислители и восстановители
Окислением называется процесс отдачи электронов, степень окисления атома при этом повышается:
Al0 - 3ē → Al+3
S―2 - 8ē → S+6
Восстановлением называется процесс присоединения электронов, степень окисления при этом понижается:
S0 + 2ē → S―2
Al+3 + 3ē → Al0

Вещества, атомы которых присоединяют электроны, называются окислителями.
В процессе реакции окислители восстанавливаются.
Вещества, атомы которых отдают электроны, называются восстановителями.
В реакции восстановители окисляются.

Вещества, в состав которых входит элемент в промежуточной степени окисления, проявляют окислительно – восстановительную двойственность: по отношению к окислителю они являются восстановителями, а по отношению к восстановителям – окислителями.
ОВР - это единство 2 противоположных процессов – окисления и восстановления. Число электронов, которое отдает восстановитель, равно числу электронов, которое присоединяет окислитель.

Составление уравнений ОВР методом электронного баланса
Пример 1. MnS +HNO3 → MnSO4 + NO + H2O
1. Определяют степени окисления всех атомов и атомы, изменившие степень окисления:
Mn+2S―2 + H+N+5O3―2 →
Mn+2S+6O4―2 + N+2O―2 + H2+O―2

2. Составляют схемы процессов окисления и восстановления.
3. Записывается число отданных и число принятых электронов, для этих чисел находится наименьшее общее кратное, разделив которое на число отданных и ринятых электронов, получаем коэффициенты перед MnS и HNO3:
S―2 - 8ē → S+6 8 24 3 - окисление
N+5 + 3ē → N+2 3 8 – восстановление
MnS – восстановитель; HNO3 – окислитель.

6. Для проверки - подсчитывают число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения.
В левой части уравнения 24 атома кислорода, в правой части – то же 24 атома кислорода.
Последовательность:
Основные коэффициенты;
Металлы;
Неметаллы;
Н;
Проверка по О.