ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
Ключевые слова: окисление, восстановление, окислитель, восстановитель, окислительно-восстановительные реакции, межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции, внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции, реакции диспропорционирования, важнейшие окислители и восстановители.
Основные положения теории окислительно-восстановительных процессов
Окислительно-восстановительные реакции – такие реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов, входящих в состав молекул реагирующих веществ.
Теория окислительно-восстановительных процессов основана на следующих основных положениях.
Окислением называется процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом, а восстановлением ‑ процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.
Окислитель – это вещество, в состав которого входят атомы, понижающие свою степень окисления. Принимая электроны от восстановителя, окислитель восстанавливается:
Восстановитель – это вещество, в состав которого входят атомы, повышающие свою степень окисления. Отдавая электроны окислителю, восстановитель окисляется:
Таким образом, сущность окислительно-восстановительной реакции состоит в переносе электрона от восстановителя к окислителю, например:
Понятия окислитель и восстановитель можно отнести не только к веществам, но и к входящим в их состав ионам и атомам. Так, в реакции
участвуют вещество-восстановитель KNO2, ион-восстановитель NO2-, а также атом – восстановитель N+3.
В окислительно-восстановительных реакциях, кроме окислителя и восстановителя, могут принимать участие вещества, создающие ту или иную реакцию среды (кислотную, щелочную), благоприятствующую протеканию реакции. Для создания кислотной среды часто используют серную кислоту, |например:
Щелочную среду обычно создают добавлением гидроксидов натрия или калия:
Рассмотрим пример выполнения задания, направленного на проверку усвоения основных положений теории окислительно-восстановительных процессов.
Пример 1.
Установите соответствие между схемой реакции и формулой вещества-восстановителя в ней.
| схема реакции | формула Восстановителя | ||
| А) | Cr2O3 + Cl2 + KOH ® ® KCl + K2CrO4 + H2O | 1) | KOH |
| Б) | H2O2 + Ag2O ® H2O + Ag + O2 | 2) | H2S |
| В) | H2O2 + H2S ® H2O + S | 3) | H2O2 |
| Г) | Cl2 + NO ® NOCl | 4) | Ag2O |
| 5) | NO | ||
| 6) | Cr2O3 |
При выполнении этого задания нужно сначала определить степени окисления элементов, а затем найдем восстановитель ‑ вещество, в составе которого находится элемент, отдающий электроны и повышающий степень окисления.
В реакции Cr+32O3 + 
+ KOH ® KCl-1 + K2Cr+6O4 + H2O степень окисления атома хлора меняется от 0 до -1, а атома хрома – от +3 до +6. Напомним, что восстановителем является тот атом, степень окисления которого повышается. В данном примере это атом хрома, а вещество-восстановитель ‑ Cr2O3. Отметим, что в этой реакции участвует гидроксид калия, создающий щелочную среду.
При анализе схем реакций Б и В важно не забыть, что степень окисления кислорода в составе Н2О2 равна -1. В ходе реакции
H2O-12 + Ag2O ® H2O + Ag + O02 она повышается до 0, следовательно, восстановителем является пероксид водорода.
В реакции H2O-12 + H2S-2 ® H2O + S0, наоборот, степень окисления атома кислорода понижается от -1 до -2, а степень окисления атома серы повышается от -2 до 0. Следовательно, восстановителем в данном примере является сероводород.
При рассмотрении реакции Cl2 + NO ® NOCl затруднение может вызвать определение степеней окисления элементов в молекуле малознакомого вещества – хлорида нитрозила NOCl. Однако ничего сложного нет: кислород и хлор, будучи более электроотрицательными элементами, чем азот, находятся в своих низших степенях окисления (-2 и -1 соответственно), а азот имеет степень окисления +3. Поскольку в ходе рассматриваемой реакции степень окисления азота повышается с +2 до +3, то восстановителем является оксид азота (II).
Ответ: 6325
