Химия: Окислительно-восстановительные реакции
Версия от 11:10, 13 июня 2018; Admine2 (обсуждение | вклад)
Окислительно-восстановительными реакциями являются такие реакции, в которых у атомов, входящих в состав молекул изменяются степени окисления по окончании реакции.
Отдельно не существует процесса окисления или процесса восстановления. Есть процесс передачи электронов от атомов одного элемента к атомам другого элемента. В реакциях самоокисления – самовосстановления участвуют атомы одного элемента, только часть из них отдает электроны, а другая часть их принимает.
Окислители всегда имеют наибольшее значение электроотрицательности. В формулах сложных веществ всегда есть как окислители, так и восстановители. Окислитель в формуле вещества всегда один – это атом с наибольшей электроотрицательностью, он заряжен отрицательно.
Восстановителей в формуле сложного вещества может быть 1, 2, 3, они все имеют положительный заряд. В формуле вещества количество отрицательных зарядов на атомах окислителя равно сумме положительных зарядов на атомах всех восстановителей. В целом атом - электронейтральная частица. На этом балансе электронов основано решение окислительно-восстановительных уравнений.
Содержание
[убрать]- 1 Классификация ОВР
- 2 Решение межмолекулярных ОВР
- 3 Внутримолекулярные ОВР
- 4 Глоссарий
- 5 Полезные ссылки
- 6 Библиография
Классификация ОВР
Решение межмолекулярных ОВР
В классических вариантах окислительно-восстановительных реакций всегда есть три действующих компонента:
вещество, на которое направлен процесс,
вещество окислитель
вещество - подкислитель (чаще всего эти реакции идут в кислой среде) – обычно оно богато главным и самым распространенным окислителем – кислородом.
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4
K2SO4 + 2MnSO4 + 5S↓ + 8H2O
В данном уравнении:
H2S – вещество, на которое направлен процесс,
KMnO4 – вещество окислитель
H2SO4 – вещество – подкислитель.
В межмолекулярных уравнениях бывает в левой части уравнения только два «действующих лица» и тогда происходит «совмещение функций». В этом уравнении азотная кислота и окислитель и подкислитель.
3Cu + 8HNO3(разб) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
В уравнении 2KMnO4 +16HCl 
5Cl2↑ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O молекулы хлороводородной кислоты окисляются до хлора в количестве 10, а 6 молекул являются подкислителями.
Внутримолекулярные ОВР
Чаще всего это реакции разложения, идущие при нагревании.
Особое место среди ОВР занимает реакция использования черного пороха, где степени окисления изменяют сразу три элемента:
3C + S + 2KNO3 K2S + 3CO2↑ + N2↑
Уравнение электронного баланса
Со -4e → С+4
Sо +2e → S-2
2N+5 -10e → N2 0
| –4 | | 4 | 12 | 3
| +2 | | 12 | 4 | 1
| +10 | | 12 | 4 | 1
В этом уравнении окислителей два – азот и сера, поэтому их электроны суммируются, а далее, сократившись, цифра ставятся к углероду. После сокращения коэффициент углерода 1 ставится к двум элементам - сере и азоту. Затем коэффициенты переносятся в уравнение реакции.
Окислителями могут быть вещества, в составе которых элементы, изменяющие степени окисления, находятся в высшей степени окисления:
(N +5) HNO3; (Mn +7) KMnO4, HMnO4; (Cr +6) K2CrO7. CrO3 ; (Pb +4) PbO2; (F0 ) F2; (S +6) H2SO4.
Восстановителями могут быть вещества, в составе которых элементы, изменяющие степени окисления, находятся в низшей степени окисления:
(N -3) NH3; (S -2)H2S; (F. Cl, Br. I -1) HF. HCl, HBr. HI ; (P -3) РH3; (H -1) гидриды металлов; (все металлы в виде простого вещества) Na, Al, Mg….
Окислителями и восстановителями могут быть вещества, в составе которых элементы, изменяющие степени окисления, находятся в промежуточной степени окисления
(N = 0, +3): N2, HNO2; (S=0) S; (Fe +2): FeSO4, FeCl2.
Глоссарий
- Восстановителями называют атомы, молекулы или ионы, которые отдают электроны в процессе окисления.
- Восстановление – процесс присоединения электронов.
- Окисление - процесс отдачи электронов
- Окислителями называются атомы, молекулы или ионы, которые присоединяют электроны в процессе восстановления.
- Окислительно-восстановительными реакциями называются химические реакции, которые протекают с изменением степеней окисления атомов в молекулах реагирующих веществ.
- Подкислитель – это какая – либо кислота.
- Электронные уравнения – уравнения, которые выражают процессы окисления и восстановления.
Полезные ссылки
нету
Видеоурок «Качественные реакции в химии». Сайт «Видеоуроки в интернет» (Электронный ресурс). //URL:.https://www.youtube.com/watch?v=pk7UXWVBC9U&t=193s (дата обращения 07.03.18.)
Библиография
- Д.Д.Дзудцова, Л.Б.Бестаева «Окислительно – восстановительные реакции». Дрофа. М. 2005 г.
- Химия .Пособие – репетитор. Ростов - на – Дону. 1997г.
- Хомченко Г. П., Севастьянова К. И., Окислительно-восстановительные реакции, 2 изд., М., 1980;
- Л.И. Асанова, Е.Н. Стрельникова «Окислительно–восстановительные реакции». Практикум по химии. Москва. «ВАКО». 2018 г.
Художественная литература
- Рафаэль Сабатини «Одиссея капитана Блада» Впервые издана в 1922 году.
- Шадерло де Лакло «Опасные связи» Наука 1965 г. «Литературные памятники»
- Фенимор Купер «Следопыт, Зверобой, Последний из могикан, Пионеры, Чингачгук» . Пенталогия Бинезун, 2014г.
- Фенимор Купер, 31 книга. Медиакнига, 2014 г.
- Анна и Серж Голон «Анжелика в Новом свете», «Дорога надежды», «Анжелика и ее победа», «Анжелика в Квебеке», Ташкент, 1993 г.
Лев Владимирович Писаржевский (1874-1938) - выдающийся ученый в области физической химии, академик АН СССР, лауреат Премии им.Ленина.
Писаржевский создал основы электронной теории окислительно-восстановительных реакций, предложил теорию гальванического элемента, которая объяснила происхождение электродных потенциалов, создал электронную теорию катализа. В учебнике "Введение в химию" (1926 год) впервые весь материал был изложен с позиции электронной теории строения атомов и молекул.
Открыли Америку – (Новый свет) испанцы, обследовали испанцы и португальцы. Осваивали ее французы, которые отправляли туда всех своих заключенных. Французы строили форты, охотились, начали заниматься земледелием. А в Англии правила Елизавета I, которая поощряла морской разбой, имея хороший флот. И не только поощряла пиратов, а даже давала им дворянские звания. За это они платили Англии дань из своих награбленных богатств.
Война никогда не была объявлена, но велась на море и на суше в Северной Америке. Английские пиратские суда топили французские корабли, которые везли порох или компоненты пороха, особенно калийную селитру, из Франции. Достаточно было одного ядра из пушки пиратского корабля, чтобы судно с порохом взлетело от взрыва. Во французских фортах возник острый дефицит пороха. Форты были хорошо укреплены, были солдаты, было оружие. Не было возможности выстрелить. И форты выкидывали белый флаг на милость английской армии. Захват происходил практически бескровно. Так французы потерпели поражение, а территорию Северной Америки захватили англичане.
В давние времена, когда люди не знали химии, они не могли написать уравнение реакции растворения жемчужины в виноградном уксусе:
CaCO3 + 2CH3COOH Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2
или даже более простой реакции сгорания алмаза на воздухе под действием солнечных лучей:
C + O2 CO2
И уж тем более никто не смог бы разъяснить, что вторая реакция намного сложнее первой: ведь при ней происходит перемещение электронов от одного атома к другому, а значит, она относится к окислительно–восстановительным реакциям. Ученые полагали, что окисление – это потеря флогистона (особого невидимого горючего вещества), а восстановление – его приобретение. Но после создания А. Лавуазье кислородной теории горения к началу XIX в. химики стали считать окислением взаимодействие веществ с кислородом, а восстановлением их превращения под действием водорода.
Но вот простейшая реакция железа с соляной кислотой:
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
Здесь нет кислорода, и тем не менее железо окисляется. В этой реакции окислитель – ион водорода, а железо выступает в роли восстановителя.
Разобраться в этом удалось лишь с введением в химию электронных представлений. Теперь мы знаем, что окислитель – вещество, которое приобретает электроны, а восстановитель – вещество, которое их отдает.