Окислительно-восстановительные реакции

Взаимодействие веществ, в результате которого изменяются степени окисления элементов, называется окислительно-восстановительной реакцией (ОВР). Подобное изменение осуществляется перераспределением электронов между акцептором и донором.

Общее описание

В ходе ОВР происходит обмен атомов. Акцептор или окислитель принимает электроны, а донор или восстановитель – отдаёт. Получается, акцептор восстанавливается (добирает недостающие электроны), а донор окисляется (теряет электроны). Эти процессы происходят одновременно и зависят друг от друга.

Обмен электронами осуществляется на внешнем энергетическом уровне. В результате возникают ковалентные связи.

Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи

Рис. 1. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.

Степень окисления – условный заряд атома, указывающий на состояние окисления конкретного атома. Величина не отражает истинный заряд атома и используется для удобства записи и расчёта уравнения.

Степень окисления записывается цифрой сверху элемента. Знаки плюса и минуса указывают, чем является элемент – восстановителем (+) или окислителем (-). У простых веществ, свободных элементов всегда «нулевая» степень окисления.

Примеры окислительно-восстановительных реакций:

  • 2Mg0 + O20 → 2Mg+2O-2 (магний отдал два электрона, кислород – принял);
  • H20 + F20 → 2H+1F-1;
  • 2Na0 + Cl20 → 2Na+1Cl-1;
  • Cu+2S+6O4-2 + Fe0 → Fe+2S+6O4-2 + Cu0.

Примеры записи уравнения ОВР

Рис. 2. Примеры записи уравнения ОВР.

Все металлы являются восстановителями. Они легко отдают внешние электроны и активно вступают в реакции с неметаллами. Элементы с неметаллическими свойствами могут выступать в роли восстановителя и окислителя, в зависимости от реакции. Значение можно узнать из специальной таблицы.

Таблица степеней окисления элементов

Рис. 3. Таблица степеней окисления элементов.

Степень окисления акцептора в процессе ОВР увеличивается, степень донора – уменьшается.

Классификация

Выделяют четыре вида ОВР:

  • межмолекулярные – атомы окислителя и восстановителя находятся в молекулах разных веществ:
    MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O;
  • внутримолекулярные – атомы окислителя и восстановителя входят в состав одного и того же вещества:
    2KClO3 = 2KCl + 3O2;
  • диспропорционирования или самоокисления-самовосстановления – атом одного и того же элемента выполняет функцию и восстановителя, и окислителя:
    4K2SO3 = 3K2SO4 + K2S (в K2SO4 сера – восстановитель, в K2S – окислитель);
  • контрпропорционирования – атомы одного элемента в составе исходных веществ имеют разные степени окисления, а конечных – одинаковую:
    S+4O2 + 2H2S+2 = 3S0 + 2H2O.

Процесс окисления (отдачи электронов) записывают со знаком минус, показывая, сколько электронов получил окислитель: S-2 – 2ē → S0, Al0 – 3ē → Al+3, Fe+2 – ē → Fe+3. Процесс восстановления (присоединения электронов) записывается со знаком плюса: Mn+4 + 2ē → Mn+2, S0 + 2ē → S-2, Cr+6 + 3ē → Cr+3.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса химии узнали, что окислительно-восстановительная реакция – взаимодействие веществ с изменением степени окисления. Эта условная величина указывает, сколько электронов принял (со знаком минус) или отдал (со знаком плюс) атом. В результате взаимодействия акцепторов (окислителей) и доноров (восстановителей) возникает ковалентная связь. Различают четыре типа ОВР: межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирования, контрпропорционирования.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6. Всего получено оценок: 131.

Предметы