Образовака🧪 Химия9 классОбщая характеристика химических элементов и химических реакций

Окислительно-восстановительные реакции

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 1675.

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.

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.

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.

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.