Тема 9. Окислительно-восстановительные реакции

ЦЕЛИ: Знать и уметь: 1. Определять окислители и восстановители.

2. Уравнивать окислительно-восстановительные реакции.

3. Рассчитывать окислительные и восстановительные эквиваленты.

4. Определять тип окислительно-восстановительной реакции.

Окислительно-восстановительными (ОВР) называются реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ

Окисление-восстановление - это единый, взаимосвязанный процесс. Окисление соответствует увеличению степени окисления элемента, а восстановление - ее уменьшению.

Атом, находящийся в высшей степени окисления, может быть только окислителем, если он находится в низшей степени окисления - только восстановителем, а если он обладает промежуточной степенью окисления, то может быть и окислителем, и восстановителем.

Например: N⁺⁵ (HNO₃), S⁺⁶ (H₂SO₄) - проявляют только окислительные свойства (высшая степень окисления); N⁺⁴ (NO₂), S⁺⁴ (SO₂) - проявляют окислительные и восстановительные свойства (промежуточные степени окисления); N^-3 (NH₃), S^-2 (H₂S) - проявляют только восстановительные свойства (низшие степени окисления).

Пример 1. Исходя из степеней окисления (w) 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 (w) N в указанных соединениях, соответственно, равна: -3 (низшая), +3 (промежуточная), +5 (высшая); (w)S, соответственно, равна: +4 (промежу-

точная), +6 (высшая); (w) Mn, соответственно, равна: +4 (промежуточная), +7 (высшая). Отсюда 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 S в H₂S равна -2, а I в HI равна -1. Так как и сера, и иод находятся в своей низшей степени окисления, то оба взятые вещества проявляют только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут;

б) в H₂S w(S) = -2 (низшая); в H₂SO₃ w(S) = +4 (промежуточная). Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причем H₂SO₃ является в этом случае окислителем; H₂S - восстановителем, а продуктом может быть S (w = 0).

в) в H₂SO₃ w(S) = +4 (промежуточная); в HClO₄ w(Cl) = +7 (высшая). Взятые вещества могут взаимодействовать. H₂SO₃ в этом случае будет проявлять восстановительные свойства; а продуктами могут быть H₂SO₄ и НСl.

Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения окислительно-восстановительной реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов.