Материал: 4140

2

УДК 54

Химия. Окислительно-восстановительные реакции [Текст] : методические указания для самостоятельной работы студентов по всем направлениям подготовки / Л. И. Бельчинская, О. А. Ткачева, А. И. Дмитренков, Л. А. Новикова ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 24 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 6 от 03 июня 2016 г.)

Рецензент канд. хим. наук, доц. кафедры общей и неорганической химии ФГБОУ ВО «ВГУИТ» Ю.С. Перегудов

4

Введение. Основные понятия и определения

Окислительно-восстановительные реакции играют огромную роль в природе и технике. Без этих реакций невозможна жизнь, потому что дыхание, обмен веществ, горение, синтез растениями клетчатки из углекислого газа и воды

–все это окислительно-восстановительные процессы.

Спомощью реакций этого типа получают такие важные вещества как аммиак (NH3), серную (H2SO4) и соляную (HCl) кислоты и многие другие продукты. Вся металлургия основана на восстановлении металлов из их соединений – руд. Коррозия металлов, многие методы защиты металлов от коррозии – также окислительно-восстановительные процессы. Большинство химических реакций

–окислительно-восстановительные.

Приведем важнейшие определения, связанные с окислительновосстановительными реакциями.

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называются ре-

акции, протекающие с изменением степени окисления элементов, входящих в реагенты и продукты. Например, Н20 + Cl20 → 2H+1Cl-1.

Окисление и восстановление – это встречно-параллельные химические реакции, то есть окисление всегда сопровождается восстановлением и, наоборот, восстановление всегда связано с окислением.

Окисление – это процесс отдачи электронов. Восстановление – процесс присоединения электронов.

Окислителями называются вещества, присоединяющие электроны. Во время реакции они восстанавливаются. При этом их степень окисления уменьшается.

Восстановителями называются вещества, отдающие электроны. Во время реакции они окисляются. Их степень окисления повышается.

ПРИМЕР 1:

Окислительно-восстановительная реакция между водородом и фтором

Н20 + F20 → 2H+1F-1

разделяется на две полуреакции:

1)окисление: Н20 – 2ē → 2H+1. (восстановитель Н2);

2)восстановление: F20 + 2ē → 2F-1 (окислитель F2).

5

Степень окисления – это условный заряд атома, вычисленный исходя из предположения, что все связи в соединении ионные (то есть электронные пары полностью смещены в сторону атомов с большей электроотрицательностью).

Степень окисления может быть положительной, отрицательной, нулевой и даже дробной.

Правила определения степеней окисления

Значения некоторых степеней окисления следует запомнить. Это нетрудно сделать, если вспомнить, что в периодической системе (ПС) элементов номер группы показывает число электронов на наружном электронном слое атома, а также максимальную положительную степень окисления. Минимальную отрицательную степень окисления можно рассчитать, отняв от восьми номер группы (восемь – число электронов на полностью завершенном электронном слое). Постоянные степени окисления некоторых элементов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Впростом веществе элемент имеет нулевую степень окисления (Na0, S0, Cl20, O20).

Сумма всех степеней окисления в сложном веществе равна нулю.

Вионе сумма степеней окисления элементов равна заряду иона.