Атомы типичных неметаллов, включая кислород, стремятся присоединить электроны. Вещества, соединяющиеся с кислородом и типичными неметаллами, отдают им электроны. Исходя из этого, все химические процессы, при которых какие-либо атомы или ионы теряют электроны, рассматривают как окисление. Наоборот, восстановление характеризуется присоединением электронов. Например, окислением будет переход атомов цинка в ионы цинка или переход сульфид-ионов S2~ в атомы S:

S2--2e--S°

Как^видно из этих примеров, окисление связано с увеличением степени окисления.

В отличие от окисления при восстановлении происходит уменьшение степени окисления. Например, восстановление ионов водорода до атомов связано с уменьшением степени окисления:

2Н++2е'=Н2

То же наблюдаем при восстановлении атомов кислорода до кислорода в степени окисления —2:

0+2ё~=02~

Вещество, которое вызывает окисление какого-либо другого вещества, само восстанавливаясь при этом, называют окислителем.

Вещество, окисляющееся при реакции н тем самым вызывающее восстановление другого вещества, называют восстановителем.

Следовательно, роль окислителя заключается в присоединении электронов, отнимаемых у окисляющегося вещества. Наоборот, восстановитель, т. е. окисляющееся вещество, отдает их."

Таким образом, окислитель в окислительно-восстановительной реакции восстанавливается, а восстановитель—окисляется.

Кратко электронную теорию окислительно-восстановительных процессов можно изложить следующим образом:

1-. Окисление—процесс отдачи атомом или ионом электронов.

2. Восстановление—процесс присоединения атомом или ионом электронов.

3. Во время реакции окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется. Окисление невозможно без одновременно протекающего процесса восстановления и наоборот.

Каждая окислительно-восстановительная реакция является единством двух противоположных процессов — окисления и восстановления, которые не могут быть оторваны друг от друга.

4. Одно и то же вещество в зависимости от другого, с которым оно реагирует, и условий может быть и окислителем, и восстановителем.

В ходе окислительно-восстановительных реакций электроны не остаются свободными. Число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, полученных окислителем. Это используют для нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций.

При подборе коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций чаще всего используют два метода: метод электронного баланса и метод ионно-электронных уравнений.

В методе электронного баланса можно выделить следующие стадии.

1. Записываем схему реакции, т. е. указываем, какие вещества берут и какие образуются:

Си+HN03 - Cu(N03)2+NO+Н20

2. Определяем степень окисления тех элементов, которые ее меняют: •

о +5 + 2 +2

Си+HN03 -> Cu(N03)2+NO + Н20

3. Составляем схему перемещения электронов:

Cu0-2<r=Cu2+ •N5++3e-=N2+

4. Окислителем здесь является HNO3, а восстановителем— медь. Чтобы уравнять число отдаваемых и получаемых электронов, нужно первое равенство утроить (2-3 = 6), а второе удвоить (3-2=6):

Cu°-2e-=Cu2+ N5 ++3e-=N2+

5. Коэффициенты, стоящие справа, показывают, что на окислительно-восстановительный процесс необходимо 3 атома меди и 2 молекулы HNO3, т. е. получаем уравнение

3Cu+2HN03 - 3Cu(N03)2+2N0+ Н20

Но это уравнение еще не равенство, так как азотная кислота расходуется еще на солеобразованиё. На образование 3 молекул соли Си(Ж)з)2 необходимо 6 молекул HNO3. Следовательно, HNO3 необходимо взять 2+6 = 8 молекул. Если возьмем 8 молекул, следовательно, введем 8 атомов водорода. Соответственно, справа должны получить 4 молекулы воды, так как весь водород идет на образование воды. В результате получаем равенство

3Cu+8HN03 - 3Cu(N03)2+2N0+4H20

Электронно-ионный метод основан на балансе зарядов ионов. Он особенно удобен тогда, когда нельзя определить степени окисления.

Расставим коэффициенты в реакции взаимодействия магнитного железняка с концентрированной- HNO3. Метод сводится к следующему. Раздельно выделяем реакцию окисления и восстановления, уравниваем число принятых и отданных электронов

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию