Окислительно-восстановительные реакции

Научиться определять окислительно-восстановительные реакции, находить окислитель и восстановитель, составлять электронный баланс.

ОВР лежат в основе горения, дыхания, фотосинтеза, коррозии металлов, работы батареек и многих промышленных процессов. Понимание этих реакций помогает объяснить, как устроен мир вокруг нас.

• Степень окисления — это условный заряд атома в соединении, вычисленный по правилам.
• Окисление — это процесс отдачи электронов, при котором степень окисления повышается.
• Восстановление — это процесс принятия электронов, при котором степень окисления понижается.
• Окислитель — это вещество, которое принимает электроны, а восстановитель — которое их отдаёт.
• В любой ОВР число отданных электронов равно числу принятых.
• Метод электронного баланса позволяет уравнять ОВР, учитывая переход электронов.
• Реакции соединения, разложения, замещения и обмена могут быть ОВР, кроме реакций обмена, которые не являются ОВР.

Степень окисления

Условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что все связи ионные.

Окислитель

Вещество, которое принимает электроны, восстанавливаясь, и вызывает окисление другого вещества.

Восстановитель

Вещество, которое отдаёт электроны, окисляясь, и вызывает восстановление другого вещества.

Окисление

Процесс отдачи электронов атомом, ионом или молекулой, сопровождающийся повышением степени окисления.

Восстановление

Процесс принятия электронов атомом, ионом или молекулой, сопровождающийся понижением степени окисления.

Электронный баланс

Метод уравнивания ОВР, основанный на равенстве числа отданных и принятых электронов.

• Правила определения степени окисления: в простых веществах она равна 0; в ионах — заряду иона; в соединениях сумма степеней окисления всех атомов равна 0.
• Типичные окислители: кислород O2, галогены (F2, Cl2), перманганат калия KMnO4, азотная кислота HNO3.
• Типичные восстановители: металлы (Na, Fe, Zn), водород H2, углерод C, угарный газ CO.
• В реакции горения метана CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O углерод окисляется (степень окисления от -4 до +4), а кислород восстанавливается (от 0 до -2).
• Реакции замещения всегда являются ОВР, а реакции обмена — никогда.

1. Пример 1реакция

   Ржавление железа

   Уравнения

   • 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3. Железо отдаёт электроны (окисляется), кислород принимает (восстанавливается)
2. Пример 2реакция

   Горение магния

   Уравнения

   • 2Mg + O2 → 2MgO. Магний — восстановитель, кислород — окислитель
3. Пример 3реакция

   Реакция цинка с соляной кислотой

   Уравнения

   • Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2. Цинк окисляется, водород восстанавливается

• Фотосинтез — это сложная ОВР, в которой вода окисляется до кислорода, а углекислый газ восстанавливается до глюкозы.
• В батарейках и аккумуляторах электричество возникает именно за счет ОВР: на одном электроде идёт окисление, на другом — восстановление.
• Дыхание человека — это тоже ОВР: глюкоза окисляется кислородом до углекислого газа и воды, выделяя энергию.

• При горении веществ выделяется тепло и свет, поэтому опыты с горением проводи только под наблюдением учителя.
• Некоторые окислители (например, перманганат калия) могут быть опасны при попадании на кожу — не трогай их руками.
• Водород, выделяющийся в реакциях металлов с кислотами, взрывоопасен в смеси с воздухом — не подноси к нему огонь.

• Степень окисления (урок 64)
• Химические реакции (урок 60)
• Электролитическая диссоциация (урок 70)