В помощь учителю и учащимся. Изучаем тему "Окислительно - восстановительные реакции".

Химические реакции, которые протекают с изменением степеней окисления атомов реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными. Процесс отдачи электронов (e^–) – процесс окисления. Процесс принятия электронов (e^–) – процесс восстановления. Атомы, ионы или молекулы, принимающие электроны, – окислители. Атомы, ионы или молекулы, отдающие электроны, – восстановители. Типы ОВР
Важнейшие окислители

Элемент Степень окисления Вещества-окислители N +5 HNO3 Mn +7 KMnO4, HMnO4 Cr +6 K2Cr2O7, CrO3 Pb +4 PbO2 F, Cl, Br, I 0 F2, Cl2, Br2, I2 O 0 O2 –1 H2O2 Bi +5 NaBiO3 S +6 H2SO4(конц.)

Важнейшие восстановители

Элемент Степень окисления Вещества-восстановители N –3 NH3 S –2 H2S Cl, Br, I –1 HCl, HBr, HI P –3 PH3 H –1 Гидриды металлов (NaH) Все металлы 0 Na, Fe, Al, Zn...

Некоторые вещества могут быть и восстановителями и окислителями. В таких веществах элементы, изменяющие степень окисления, находятся в промежуточной степени окисления.

Вещества, проявляющие окислительно-восстановительную двойственность

Элемент Промежуточная степень окисления Вещества, проявляющие окислительно-восстановительную двойственность N 0 N2 +3 HNO2 S 0 S +4 SO2, H2SO3 Fe +2 FeSO4, FeCl2

Влияние среды на характер протекания реакций. Реакции окисления-восстановления могут протекать в различных средах: в кислой (избыток Н⁺-ионов), нейтральной (Н₂О) и щелочной (избыток гидроксид-ионов ОН^–). В зависимости от среды может изменяться характер протекания реакции между одними и теми же веществами.

Окислительная форма Среда Восстановительная форма H+ Mn2+ MnO4- H2O MnO2 OH– MnO42- Cr2О72- H+ Cr3+

В окислительно-восстановительных реакциях число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, принимаемых окислителем, то есть соблюдается электронный баланс. Метод электронного баланса применяют для записей электронных уравнений процессов окисления и восстановления.

№1

Определите стехиометрические коэффициенты для реакции:

HNO₃ + Cu → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Решение

Определить, атомы каких элементов изменяют степень окисления:

HN⁺⁵O₃ + Cu⁰ → Cu⁺²(NO₃)₂ + N⁺²O + H₂O

Составить электронные уравнения процессов окисления и восстановления:

N⁺⁵ + 3e^– → N⁺² (процесс восстановления)
Cu⁰ – 2e^– → Cu⁺² (процесс окисления)
N⁺⁵ – окислитель, Cu – восстановитель

Подобрать общее делимое для отданных и принятых e^– и коэффициенты для электронных уравнений:

2| N⁺⁵ + 3e^– → N⁺² (процесс восстановления, элемент – окислитель)
3| Cu⁰ – 2e^– → Cu⁺² (процесс окисления, элемент – восстановитель)

Перенести эти коэффициенты в уравнение ОВР и подобрать коэффициенты перед формулами других веществ:

8HNO₃ + 3Cu → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

№2

Определите стехиометрические коэффициенты для реакции:

KMnO₄ + KNO₂ + KOH → K₂MnO₄ + KNO₃ + H₂O

Решение

Определить, атомы каких элементов изменяют степень окисления:

KMn⁺⁷O₄ + KN⁺³O₂ + KOH → K₂Mn⁺⁶O₄ + KN⁺⁵O₃ + H₂O

Составить электронные уравнения процессов окисления и восстановления:

Mn⁺⁷ + 1e^– → Mn⁺⁶
N⁺³ – 2e^– → N⁺⁵

Подобрать общее делимое для отданных и принятых e^– и коэффициенты для электронных уравнений:

2| Mn⁺⁷ + 1e^– → Mn⁺⁶ (процесс восстановления, элемент – окислитель)
1| N⁺³ – 2e^– → N⁺⁵ (процесс окисления, элемент – восстановитель)

Перенести эти коэффициенты в уравнение ОВР:

2KMnO₄ + KNO₂ + 2KOH → 2K₂MnO₄ + KNO₃ + H₂O

№3

Определить стехиометрические коэффициенты для реакции:

KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Решение

Определите, атомы каких элементов изменяют степень окисления:

KMn⁺⁷O₄^-2 → K₂Mn⁺⁶O₄^-2 + Mn⁺⁴O₂ + O₂⁰

Составить электронные уравнения процессов окисления и восстановления:

Mn⁺⁷ + 1e^– → Mn⁺⁶
Mn⁺⁷ + 3e^– → Mn⁺⁴
O^–2 – 2e^– → O⁰

Подобрать общее делимое для отданных и принятых e^– и коэффициенты для электронных уравнений:

2| 1 | Mn⁺⁷ + 1e^– → Mn⁺⁶ (процесс восстановления, элемент – окислитель)
         Mn⁺⁷ + 3e^– → Mn⁺⁴ (процесс восстановления, элемент – окислитель)
4| 2 | O^–2 – 2e^– → O⁰ (процесс окисления, элемент – восстановитель)

Перенести эти коэффициенты в уравнение ОВР:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

№4

2Na₄XeO₆+8HCl_(разб.)=O₂↑+2XeO₃+8NaCl+4H₂O

Восстановление:  XeO₆ + 6H⁺ + 6e⁻ = XeO₃ + 3H₂O

Окисление:  2O²⁻ − 4e⁻ = O₂

2XeO₆ + 12H⁺ + 6O²⁻ = 2XeO₃ + 6H₂O + 3O₂

_{Источник: old.college.ru/chemistry}