Занятие 8-9. Химия р-элементов. Окислительно - восстановительные реакции.
Контрольные вопросы.
1. Свойства р-элементов.
2. Физические и химические свойства, строение соединений и их свойства, окислительно - восстановительные свойства азота, фосфора, кислорода, серы.
3. Окислительно-восстановительные системы. Типы окислительно-восстановительных реакций.
4. Потенциал реакции. (Э.д.с. реакции). Уравнение Нернста. Направление протекания окислительно-восстановительных реакций.
5. Влияние различных факторов на направление протекания окислительно-восстановительных реакций.
6. Использование окислительно-восстановительных реакций в аналитической химии.
Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна.
Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные степени окисления, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью - положительные.
Степень окисления - формальное понятие; в ряде случаев степень окисления не совпадает с валентностью.
Реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих соединений, называются окислительно - восстановительными:
2Mg0 + O20 ® 2Mg+2O-2
2KCl+5O3-2 –t°® 2KCl-1 + 3O20
2KI-1 + Cl20 ® 2KCl-1 + I20
Mn+4O2 + 4HCl-1 ® Mn+2Cl2 + Cl20 + 2H2O
Окисление, восстановление
В окислительно-восстановительных реакциях электроны от одних атомов, молекул или ионов переходят к другим. Процесс отдачи электронов - окисление. При окислении степень окисления повышается:
H20 - 2ē ® 2H+
S-2 - 2ē ® S0
Al0 - 3ē ® Al+3
Fe+2 - ē ® Fe+3
2Br - - 2ē ® Br20
Процесс присоединения электронов - восстановление: При восстановлении степень окисления понижается.
Mn+4 + 2ē ® Mn+2
S0 + 2ē ® S-2
Cr+6 +3ē ® Cr+3
Cl20 +2ē ® 2Cl-
O20 + 4ē ® 2O-2
Атомы или ионы, которые в данной реакции присоединяют электроны являются окислителями, а которые отдают электроны - восстановителями.
Окислительно-восстановительные свойства вещества и степени окисления входящих в него атомов.
Соединения, содержащие атомы элементов с максимальной степенью окисления, могут быть только окислителями за счет этих атомов, т.к. они уже отдали все свои валентные электроны и способны только принимать электроны. Максимальная степень окисления атома элемента равна номеру группы в периодической таблице, к которой относится данный элемент. Соединения, содержащие атомы элементов с минимальной степенью окисления могут служить только восстановителями, поскольку они способны лишь отдавать электроны, потому, что внешний энергетический уровень у таких атомов завершен восемью электронами. Минимальная степень окисления у атомов металлов равна 0, для неметаллов - (n–8) (где n- номер группы в периодической системе). Соединения, содержащие атомы элементов с промежуточной степенью окисления, могут быть и окислителями и восстановителями, в зависимости от партнера, с которым взаимодействуют и от условий реакции.
Таблица 6.Важнейшие восстановители и окислители.
| Восстановители | Окислители |
| Металлы, водород, уголь. Окись углерода (II) (CO). Сероводород (H2S); оксид серы (IV) (SO2); сернистая кислота H2SO3 и ее соли. Галогеноводородные кислоты и их соли. Катионы металлов в низших степенях окисления: SnCl2, FeCl2, MnSO4, Cr2(SO4)3. Азотистая кислота HNO2; аммиак NH3; гидразин NH2NH2; оксид азота(II) (NO). Катод при электролизе. | Галогены. Перманганат калия(KmnO4); манганат калия (K2MnO4); оксид марганца (IV) (MnO2). Дихромат калия (K2Cr2O7); хромат калия (K2CrO4). Азотная кислота (HNO3). Серная кислота (H2SO4) конц. Оксид меди(II) (CuO); оксид свинца(IV) (PbO2); оксид серебра (Ag2O); пероксид водорода (H2O2). Хлорид железа(III) (FeCl3). Бертоллетова соль (KclO3). Анод при электролизе. |
Классификация окислительно-восстановительных реакций.