Степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, вычисленный согласно предположению о том, что молекула состоит из ионов

Принято обозначать степень окисления римской цифрой с указанием: (+), (-).

Практическое значение окислительно – восстановительных реакций очень велико. Они лежат в основе многих таких важных промышленных процессов, как производство металлов, аммиака, серной и азотной кислот, широко используется в аналитической химии (во многих методах анализа).

1.Окислением называется процесс отдачи атомом, молекулой или ионом. (пи этом степень окисления повышается). Вещество, участвующее в окислении, называется восстановителем.

Al⁰ - 3 → Al³⁺ Fe²⁺ - = Fe³⁺

H₂ - 2 = 2H⁺ 2Cl^- - 2 = Cl₂

2. Восстановлением называется процесс присоединения атомом, молекулой или ионом (С.О. при этом понижается). Вещество, участвующее в восстановлении, называется окислителем.

S⁰ + 2 = S^2-

Cl₂ + 2 → 2Cl^-

Окисление и восстановление – взаимосвязанные процессы, так как вещества могут отдавать электроны только в том случае, если в реакции участвует другое вещество, способное электроны принимать, что определяет закон сохранения заряда в химических реакциях.

Окислителями являются:

1. Все атомы неметаллов. Окислительные свойства могут проявлять как простые, так и сложные вещества. К типичным (сильным) окислителям относятся галогены ( фтор, хлор и др. ), кислород, а также КС1О₃, НС1О₃, НNО₃, Н₂SО4 (конц.), МпО₂, КMпО₄, К₂Сг₂О₇, РbО₂ и др.

Восстановителями являются:

1. Атомы всех элементов, кроме He, Ne, Ar, F. Наиболее легко теряют электроны атомы тех элементов, которые на последнем слое имеют один, два, три электрона.

2. Положительно заряженные ионы металлов, находящиеся в низкой степени окисления, например:

Fe⁺², Cr⁺³, Mn⁺², Sn⁺², Cu⁺¹.

3. Отрицательно заряженные ионы, например Cl^- , Br^-, I^-, S^-2.

4. Слабые кислоты и их соли, например: H₂SO₃, K₂SO₃, HNO₂ и KNO₂

Составление уравнений окислительно – восстановительных реакций.

Составляя уравнение окислительно – восстановительной реакции следует сначала установить функции реагентов ( окислитель, восстановитель, среду ). Подбор коэффициентов в уравнении основан на том, что в результате реакции происходит перераспределение зарядов. Число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

Для подбора коэффициентов в уравнениях реакций окисления – восстановления используют метод электронного баланса.

Метод электронного баланса.

Последовательность составления окислительно-восстановительной реакции складываются из следующих этапов:

Записывают формулы реагентов и продукты реакции, находят элементы, повышающие и понижающие свои степени окисления и восстановления, и выписывают их отдельно, например:

МпСО₃ + КС1О₃ → МпО₂ + КС1 + СО₂

С1 ⁵⁺ → С1^-1

Мп⁺² → Мп⁺⁴

С1⁺⁵… + 6е = С1^-1 1

Мп⁺² – 2е = Мп⁺⁴ 3

По найденным множителям определяют стехиометрические коэффициенты для уравнения реакции ( коэффициент 1 опускается, но подразумевается ) :

3МпСО₃ + КС1О₃ = 3МпО₂ + КС1 + СО₂

Уравнивают числа атомов элементов, не изменивших своих степеней окисления. Получают уравнение окислительно-восстановительной реакции:

3МпСО₃ + КС1О₃ = 3 МпО₂ + КС1 + 3 СО₂

Рассмотрим этот же приём для реакции:

K⁺₂Cr⁺⁶₂O₇^2- + 7H₂⁺S⁺⁶O²⁺₄+ 3K⁺₂S^2-→ 4K⁺₂S^6-O^2-₄+ Cr₂³⁺(S⁶⁺O^2-₄)₃+ 3S⁰+ 7H⁺₂O^2-

Cr⁶⁺- 3 → Cr³⁺ 2 – ‌

S^2- + 2 → S⁰ 3 –

10Fe²⁺S⁶⁺O^2-₄ +2K⁺Mn⁺⁷O₄ +8H₂SO₄ → 5Fe⁺³₂(SO₄)₃ +2Mn⁺²SO₄ +K₂SO₄ + 8H₂O

Mn⁺⁷ + 5 → Mn⁺² 2

2I^- - 2 → I₂⁰ 5

Для того, чтобы определить степени окисления элементов в окислительно-восстановительной реакции, необходимо иметь ввиду:

Постоянную степень окисления имеют:

.1. Щелочные металлы - (+1 )

2. щелочно-земельные - (+2 )

3. галогены (ионы) - (-1 )

4. водород в соединениях - (+1 ), исключения : гидриды

металлов КН, СаН₂ ( -1 )

5. кислород О (-2), исключения : перекисные соединения Н₂О₂N,а₂О₂ , - (-1),

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Контрольные вопросы :

1.1. Какие реакции относят к окислительно-восстановительным?

1.2. Что такое окисление? Привести примеры.

1.3 Что такое восстановление? Привести примеры.

1.4 Как изменяется степень окисления элементов при окислении и восстановлении? Привести примеры.

1.5 Что такое степень окисления ?

2. Определить степень окисления каждого элемента в соединениях :

К₂Сг₂О₇; КмпО₄; К₂МпО₄; А1₂ (SО₄)₃; Си SО₄ К₂ S

ЛИТЕРАТУРА

4. Ищенко А.А. Аналитическая химия.М.»Академия». 2008.

5. Барсукова З.А. Аналитическая химия.М.Иысш.шк.,1989.

6. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М. Химия.1985.