Окислительно – восстановительные реакции

Для ответов на контрольные вопросы рекомендуем воспользоваться литературой 6, 7, 16.

Все реакции можно разделить на две группы: в одних степень окисления атомов остается постоянной, в других она меняется. К первым относятся обменные реакции, некоторые процессы синтеза и распада веществ. В отличие от них протекание окислительно-восстановительных реакций связано со сдвигом или полным переходом электронов от одних атомов (ионов) к другим – от восстановителя к окислителю.

Об окислительно-восстановительных свойствах элементов и соединений можно судить, руководствуясь периодической системой Д.И.Менделеева.

Типичными окислителями являются:

· простые вещества, атомы которых обладают большой электроотрицательностью (элементы VIA и VIIA групп); из них наиболее активен фтор (F);

· ионы с дефицитом электронов: простые катионы с высшей или большей степенью окисления, например:

· растворы кислот.

Растворы кислот – более сильные окислители, чем растворы их солей, причем окислительная активность кислот возрастает с ростом концентрации.

Типичные восстановители:

· элементы, атомы которых обладают наименьшей электроотрицательностью (элементы основных подгрупп I и II группы)

· анионы, как простые, например , так и сложные, в которых более электроотрицательный элемент не имеет предельной степени окисления, например .

· катионы, у которых степень окисления может возрасти, например

· некоторые вещества при высоких температурах, например С, СО, .

В качестве восстановителей применяют также нагретые магний (Mg), алюминий (Al), цинк (Zn), железо (Fe) и некоторые другие металлы. Восстановительная активность металла тем больше, чем меньше их потенциал ионизации.

Вещества, содержащие элементы в максимальной и минимальной степенях окисления, могут быть соответственно только окислителями или только восстановителями. Вещества, содержащие вещества в промежуточной степени окисления, могут быть как окислителями (под влиянием более активного, чем они восстановителя), так и восстановителями (под влиянием более энергичного, чем они, окислителя).

Степень окисления – это тот условный заряд, который приобрёл бы атом элемента, если предположить, что он принял или отдал то или иное число электронов.

Пример 1.

Исходя из степени окисления (n) азота, серы и марганца в соединениях , определите, какие из них могут быть только восстановителями, только окислителями и какие проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства.

Решение: степень окисления (n) азота (N) в указанных соединениях соответственно равна: (низшая), промежуточная), (высшая); степень окислениясеры (S) соответственно равна: (низшая), (промежуточная), (высшая); степень окисления марганца (Mn) соответственно равна: (промежуточная), (высшая). Из этого следует, что – только восстановители; – только окислители; – окислители и восстановители.

Пример 2.

Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции (ОВР) между следующими веществами: а) и ; б) и ; в) и ?

Решение: а) степень окисления в ; в . Так как и сера и иод находятся в своей низшей степени окисления, то оба взятые вещества могут проявлять только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут; б) в (низшая); в (промежуточная). Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причём является окислителем; в) в (промежуточная); в (высшая). Взятые вещества могут взаимодействовать, в этом случае будет проявлять восстановительные свойства.

Рассмотрим составление ОВР на конкретных примерах.