Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции.

Классификация ОВР

К концу XVIII в. широкое распространение в химии получила кислородная теория окисления.

Окисление – это процесс соединения вещества с кислородом, а восстановление – это процесс отнятия у него кислорода.

Согласно теории в химических реакциях, протекающих с изменением степеней окисления атомов, происходит передача электронов от одних частиц к другим.

Классификация реакций

По признаку изменения

степени окисления

Окислительно-

восстановительные

Без изменения

степени окисления

Mg 0 – 2ē = Mg +2

O 2 + 4ē = 2O -2

-2

+1

0

+1

+1

+6

-2

+1

-2

+1

-2

+6

0

-2

+2

t

H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O

2Mg + O 2 = 2MgO

-1

0

0

+3

t

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

-1

0

+3

-1

0

0

+3

0

t

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Al + 3I 2 = 2AlI 3

+7

-1

0

+2

t

2KMnO 4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O

2Cl -1 – 2ē = Cl 2 0

восстановитель

Окисление,

Mn +7 + 5ē = Mn +2

окислитель

Восстановление,

Cl 2

0

0

-2

+2

t

Хлор

2Mg + O 2 = 2MgO

Окислитель

Восстановитель

Элемент с высшей степенью окисления

Элемент с низшей степенью окисления

-3

+7

NH 3

KMnO 4

+4

Na 2 SO 3

+4

+6

Na 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

В-ль

+4

0

Na 2 SO 3 + H 2 S + HCl → S + NaCl + H 2 O

Ок-ль

Важнейшие окислители и восстановители

Важнейшие

восстановители

Важнейшие

окислители

Вещества-неметаллы:

O 2 .

F 2 ,

Сложные вещества:

KMnO 4 ,

K 2 Cr 2 O 7 ,

HNO 3 и её соли,

H 2 SO 4 конц.,

PbO 2 ,

HСlO 4 и её соли.

Отбеливание тканей, бумаги

PbS + 4H 2 O 2 = PbSO 4 + 4H 2 O

Важнейшие окислители и восстановители

Важнейшие

восстановители

Важнейшие

окислители

Вещества-неметаллы:

Вещества-металлы:

O 2 .

F 2 ,

щелочные и щелочноземельные металлы,

Сложные вещества:

Zn.

Al,

Mg,

KMnO 4 ,

K 2 Cr 2 O 7 ,

Сложные вещества:

H 2 SO 4 конц.,

HNO 3 и её соли,

CH 4 ,

Na 3 N,

PH 3 ,

SiH 4 ,

NH 3 ,

HСlO 4 и её соли.

PbO 2 ,

Ca 3 P 2 ,

H 2 S,

сульфиды металлов,

CaH 2 .

HBr,

HCl,

HI,

NaH,

Окислители и восстановители

Окислители

Восстановители

Br 2 ,

HСlO и её соли,

H 2 ,

Cl 2 ,

C,

CO,

FeCl 3 .

FeSO 4 .

Na 2 SO 3 ,

MnO 2 ,

KСlO 3 ,

-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8

Окисление

Восстановление

Классификация ОВР

Межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции – реакции, в которых окислитель и восстановитель входят в состав различных веществ.

+3

+2

-1

0

FeCl 3 + KI → FeCl 2 + I 2 + KCl

Fe – окислитель

I – восстановитель

Классификация ОВР

Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в которых окислитель и восстановитель входят в состав одного вещества.

0

+6

-3

+3

(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + H 2 O

N – восстановитель

Cr – окислитель

Классификация ОВР

Реакции самоокисления-самовосстановления , или диспропорционирования , – это реакции, в которых один и тот же элемент и окисляется, и восстанавливается.

+3

+5

+4

NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2

N – восстановитель

N – окислитель

Составление ОВР:

1) записать схему химической реакции;

2) расставить степени окисления атомов элементов, выделить элементы, которые изменили свои степени окисления, определить окислитель и восстановитель;

3) определить число отданных и принятых электронов, составить электронный баланс;

4) подобрать коэффициенты в уравнении реакции.

Составление ОВР

-2

+4

0

-2

H 2 S + O 2 → SO 2 + H 2 O

2

3

2

2

6

2

восстановитель

S -2 – 6ē = S +4

12

окислитель

4

3

O 2 0 + 2 ∙ 2ē = 2O -2

2 H 2 S + 3 O 2 = 2 SO 2 + 2 H 2 O

Составление ОВР

0

+5

0

+2

HNO 3 + Mg = Mg(NO 3 ) 2 + N 2 + H 2 O

12

5

6

5

5

N +5 + 5ē = N 0

окислитель

2

10

2

восстановитель

Mg 0 – 2ē = Mg +2

5

Составление ОВР

+4

+5

+4

+5

+3

-2

22

8

P 2 S 3 + HNO 3 = H 3 PO 4 + SO 2 + NO 2 + H 2 O

3

22

2

4

2P +3 – 4ē = 2P +5

1

22

восстановитель

3S -2 – 18ē = 3S +4

18

22

1

N +5 + 1ē = N +4

22

окислитель

Составление ОВР

+7

+2

2KMnO 4 + 5Na 2 SO 3 + 3 H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

+7

+4

2KMnO 4 + 3Na 2 SO 3 + H 2 O = 2MnO 2 + 3Na 2 SO 4 + 2KOH

+7

+6

2KMnO 4 + Na 2 SO 3 + 2 KOH = 2K 2 MnSO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Составление ОВР

-1

+7

-1

-2

-2

+4

2

2

H 2 C = CH 2 + KMnO 4 + H 2 O = H 2 C – CH 2 + KOH + MnO 2

3

3

2

4

|

|

OH

OH

3

2

восстановитель

2C -2 – 2ē = 2C -1

6

окислитель

3

2

Mn +7 + 3ē = Mn +4

Метод электронного баланса

Составление ОВР

-1

-1

-2

-2

+7

+4

3

2

4

H 2 C = CH 2 + KMnO 4 + H 2 O = H 2 C – CH 2 + KOH + MnO 2

2

2

3

|

|

OH

OH

С 2 H 4 + KMnO 4 + H 2 O = C 2 H 6 O 2 + KOH + MnO 2

Х

Х

+4

0

+2

+7

2

2

3

2

3

X + KMnO 4 + H 2 O = XH 2 O 2 + KOH + MnO 2

4

Х 0 – 2ē = Х +2

2

3

восстановитель

6

2

окислитель

Mn +7 + 3ē = Mn +4

3

Обмен веществ

Дыхание

Фотосинтез

Гниение

Брожение

Получение аммиака

Получение металлов

Получение кислот

Получение фотографий

Горение природного газа

Ржавление железа

Потемнение серебра

Окислительно-восстановительные реакции.

Важнейшие окислители и восстановители.

Метод электронного баланса при расстановке коэффициентов в уравнениях химических реакций.

Роль окислительно-восстановительных процессов в природе и на производстве.