Химия

Понятие «окислительно-восстановительные реакции»

 

Рассмотрим реакцию магния с кислородом. Запишем уравнение этой реакции и расставим значения степеней окисления атомов элементов:

 

Как видно, атомы магния и кислорода в составе исходных веществ и продуктов реакции имеют различные значения степеней окисления. Запишем схемы процессов окисления и восстановления, происходящих с атомами магния и кислорода.

До реакции атомы магния имели степень окисления, равную нулю, после реакции - +2. Таким образом, атом магния потерял 2 электрона:

Магний отдает электроны и сам при этом окисляется, значит, он является восстановителем.

До реакции степень окисления кислорода была равна нулю, а после реакции стала -2. Таким образом, атом кислорода присоединил к себе 2 электрона:

Кислород принимает электроны и сам при этом восстанавливается, значит, он является окислителем.

Запишем общую схему окисления и восстановления:

Число отданных электронов равно числу принятых. Электронный баланс соблюдается.

 

Отличие окислительно-восстановительных реакций от реакций ионного обмена

 

 

В окислительно-восстановительных реакциях происходят процессы окисления и восстановления, а значит, меняются степени окисления химических элементов. Это отличительный признак окислительно-восстановительных реакций.

 

Окислительно-восстановительными называют реакции, в которых химические элементы изменяют свою степень окисления.

 

Изменение степеней окисления окислителя и восстановителя

 

 

Рассмотрим на конкретных примерах, как отличить окислительно-восстановительную реакцию от прочих реакций.

 

1. NaOH + HCl = NaCl + H₂O
2. СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

Для того чтобы сказать, является ли реакция окислительно-восстановительной, необходимо расставить значения степеней окисления атомов химических элементов.

   +1-2+1   +1 -1   +1 -1    +1 -2

1. NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Обратите внимание, степени окисления всех химических элементов слева и справа от знака равенства остались неизменными. Значит, эта реакция не является окислительно-восстановительной.

   -4 +1      0      +4-2      +1 -2

2. СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

В результате данной реакции степени окисления углерода и кислорода  поменялись. Причем углерод повысил свою степень окисления, а кислород понизил. Запишем схемы окисления и восстановления:

-4           +4

С - 8е = С      - процесс окисления

0             -2

О + 2е = О    - процесс восстановления

Чтобы число отданных электронов было равно числу принятых, т. е. соблюдался электронный баланс, необходимо домножить вторую полуреакцию на коэффициент 4:

-4           +4

С - 8е = С                -  восстановитель, окисляется

0             -2

О + 2е = О    4         - окислитель, восстанавливается

Окислитель в ходе реакции принимает электроны, понижая свою степень окисления, он восстанавливается.

Восстановитель в ходе реакции отдает электроны, повышая свою степень окисления, он окисляется.

 

Список рекомендованной литературы

1. Микитюк А. Д. Сборник задач и упражнений по химии. 8-11 классы / А. Д. Микитюк. – М.: Изд. «Экзамен», 2009 (с. 67).
2. Оржековский П. А. Химия: 9-й класс: учеб. для общеобраз. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. – М.: АСТ: Астрель, 2007 (§22).
3. Рудзитис Г. Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009 (§5).
4. Хомченко И. Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008 (с. 54-55).
5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003 (с. 70-77).

 

Дополнительные веб-ресурсы

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме) (Источник)
2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (интерактивные задачи по теме) (Источник)
3. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник)

 

Домашнее задание

1. № 10.40 – 10.42 из «Сборника задач и упражнений по химии для средней школы» И. Г. Хомченко, 2-е изд., 2008 г.
2. Участие в реакции простых веществ – верный признак окислительно-восстановительной реакции. Объясните почему. Напишите уравнения реакций соединения, замещения и разложения с участием кислорода О₂.