![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
VI. Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительные реакции протекают с изменением степени окисления атомов, входящих в состав молекул окислителя и восстановителя. Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный на основании предположения, что молекула состоит только из ионов. Понятие " степень окисления" и валентность различны. Валентность - число не спаренных электронов на внешнем энергетическом уровне атома (s-, p-элементы) или на внешнем и предвнешнем незавершенном d-подуровне (d-элементы). Другими словами, это число электронов атома, участвующих в образовании валентных связей. Степень окисления в отличие от валентности имеет положительное, отрицательное или нулевое значение. Например, в молекуле KCl валентность калия равна 1, а степень окисления +1, в молекуле Сl2 валентность атома хлора равна 1, а степень окисления равна нулю. Условно реакцию окисления-восстановления можно записать в виде: OKИC1 + BOCCT2 = BOCCT1 + ОКИС2. Окисление - процесс отдачи электронов, восстановление - процесс присоединения электронов. Окислитель в результате реакции восстанавливается, а восстановитель - окисляется. Окисление и восстановление - это две составляющие единого процесса. В соответствии с законом сохранения массы, количество электронов, принятых окислителем, равно числу электронов, отданных восстановителем. Это равенство записывается в виде уравнений электронного баланса: n2 | OKИC1 + n1ē ® BOCCT1 n1 | BOCCT2 - n2 ē ® ОКИС2 Для правильного составления уравнений реакций окисления-восстановления необходимо правильно определить величину и знак степени окисления любого атома в молекуле. 1) Степень окисления атома в молекуле простого вещества равна нулю (O2°, J2°, N2°, Fe°, Zn°, Mg°). 2) Степень окисления кислорода O-2 во всех соединениях, кроме перекиси водорода и оксида фтора (Н2О2-1, O+2F2). Например, N2O-2, CaCO3-2. 3) Степень окисления атома водорода во всех соединениях равна +1 (кроме гидридов щелочных и щелочноземельных металлов типа NaH-1, CaH2-1). Например, H+12O, H+12SO4, RbH+12PO4, NaOH+1. 4) Молекула нейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю. Например, молекула H2-1S+6O4-2, сумма зарядов атомов равна 2·(+1)+(+б)+4-(-2) =+8-8=0. 5) Атом элемента в своей высшей положительной степени окисления может быть только окислителем. Например, S6+ + 2ē ® S4+. 6) Атом элемента в своей низшей степени окисления может быть только восстановителем. Например, S2- - 2ē ® S0, 2Сl- - 2ē ® Сl 20. 7) Атом элемента, находящийся в промежуточной степени может проявлять свойства окислителя и восстановителя. Например, окислительные свойства: Cl3+ + 2ē ® Cl+, Мn4+ + 2ē ® Мn2+, восстановительные свойства: Cl3+ - 2е = Сl5+, Мn4+ - 3е = Мn7+. Рассмотрим изменение окислительно-восстановительных свойств простых веществ и сложных соединений для р-элементов 5-7 групп ПСЭ.
5 группа (на примере азота)
6 группа (на примере S)
7 группа (на примере хлора)
Исключение в 7 группе составляет атом фтора, который является сильнейшим окислителем и для него возможен только один переход F20 + 2е = 2F-. Атомы металлов, обладающие переменной положительной степенью окисления, проявляют окислительные и восстановительные свойства в зависимости от степени окисления в данном соединении. Например, Fe2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+ - восстановители, a Fe3+, Ni3+, Sn4+, Pb4+- окислители. Все металлы в свободном состоянии (Mg0, Zn°, Fe°) - восстановители.
Окислительно-восстановительные свойства
Перманганат калия КМnO4 является важным неорганическим окислителем. Степень его восстановления в окислительно-восстановительных реакциях зависит от кислотности среды, в которой протекает реакция.
Схематически поведение KMnO4 в качестве окислителя в зависимости от рН раствора можно представить в виде: 7+ H2SO4 7+ НОН 7+ КОН
|