Задания к контрольной работе №2

2.1. Окислительно – восстановительные реакции

Для ответов на контрольные вопросы рекомендуем воспользоваться литературой 6, 7, 16.

Все реакции можно разделить на две группы: в одних степень окисления атомов остается постоянной, в других она меняется. К первым относятся обменные реакции, некоторые процессы синтеза и распада веществ. В отличие от них протекание окислительно-восстановительных реакций связано со сдвигом или полным переходом электронов от одних атомов (ионов) к другим – от восстановителя к окислителю.

Об окислительно-восстановительных свойствах элементов и соединений можно судить, руководствуясь периодической системой Д.И.Менделеева.

Типичными окислителями являются:

· простые вещества, атомы которых обладают большой электроотрицательностью (элементыVIA и VIIA групп); из них наиболее активен фтор(F)

· ионы с дефицитом электронов: простые катионы с высшей или большей степенью окисления, например(Cr⁺⁶O₄)^2-, (Cr⁺⁶₂О₇)^2-, (N⁺⁵O₃)^-, (Mn⁺⁷O₄)^2-, (S⁺⁶O₄)^2-(Cl⁺⁵O₃)^-, (Cl⁺⁷O₄)^-…

· растворы кислот.

Растворы кислот – более сильные окислители, чем растворы их солей, причем окислительная активность кислот возрастает с ростом концентрации.

Типичные восстановители:

· элементы, атомы которых обладают наименьшей электроотрицательностью (элементы основных подгрупп I и II группы)

· анионы, как простые, например Cl^-, S^2-, так и сложные, в которых более электроотрицательный элемент не имеет предельной степени окисления, например (S⁺⁴O₃),^2- (N⁺³O₃)^2-

· катионы, у которых степень окисления может возрасти, например Ge²⁺, Mn²⁺,Cr³⁺,Ti³⁺

· некоторые вещества при высоких температурах, например С, СО, Н₂.

В качестве восстановителей применяют также нагретые магний(Mg), алюминий (Al), цинк (Zn), железо (Fe) и некоторые другие металлы. Восстановительная активность металла тем больше, чем меньше их потенциал ионизации.

Вещества, содержащие элементы в максимальной и минимальной степенях окисления, могут быть соответственно только окислителями или только восстановителями. Вещества, содержащие вещества в промежуточной степени окисления, могут быть как окислителями (под влиянием более активного, чем они восстановителя), так и восстановителями (под влиянием более энергичного, чем они, окислителя).

Степень окисления – это тот условный заряд, который приобрёл бы атом элемента, если предположить, что он принял или отдал то или иное число электронов.

Пример 1.

Исходя из степени окисления (n) азота, серы и марганца в соединениях NH₃, HNO₂, HNO₃, H₂S, H₂SO₃, H₂SO₄, MnO₂, KMnO₄, определите, какие из них могут быть только восстановителями, только окислителями и какие проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства.

Решение: степень окисления (n) азота (N) в указанных соединениях соответственно равна: -3 (низшая),+3 промежуточная),+5 (высшая); n серы (S) соответственно равна: -2 (низшая),+4 (промежуточная), +6 (высшая); n марганца (Mn) соответственно равна: +4 (промежуточная), +7 (высшая). Из этого следует, что NH₃, H₂S – только восстановители; HNO₃, H₂SO₄, KMnO₄ – только окислители; HNO₂, H₂SO₃, MnO₂ – окислители и восстановители.

Пример 2.

Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами: а) H₂S и HI; б) H₂S и H₂SO₃; в) H₂SO₃ и HClO₄?

Решение: а) степень окисления в H₂S n(S)=-2; в HI n(I)=-1. Так как и сера и иод находятся в своей низшей степени окисления, то оба взятые вещества могут проявлять только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут; б) в H₂S n(S)=-2 (низшая); в H₂SO₃ n(S)=+4 (промежуточная). Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причём H₂SO₃ является окислителем; в) в H₂SO₃ n(S)=+4 промежуточная); в HClO₄ n(Cl)=+7 (высшая). Взятые вещества могут взаимодействовать, H₂SO₃ в этом случае будет проявлять восстановительные свойства.

Рассмотрим составление ОВР на конкретных примерах.