Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называют химические реакции, в которых происходит перенос электронов от одних атомов к другим. В результате этого процесса одни атомы окисляются, а другие восстанавливаются. Окисление и восстановление — это два противоположных процесса, которые происходят одновременно.
Окисление — процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. Атом, который отдаёт электроны, называется восстановителем. Восстановитель окисляется.
Восстановление — процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. Атом, который присоединяет электроны, называется окислителем. Окислитель восстанавливается.
В ходе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт свои электроны окислителю. При этом степень окисления восстановителя повышается, а степень окисления окислителя понижается.
Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный исходя из предположения, что все связи имеют ионный характер. Степень окисления может быть положительной, отрицательной или нулевой.
Для определения степени окисления необходимо знать следующие правила:
Рассмотрим пример окислительно-восстановительной реакции:
Cu⁰ + 2H⁺N⁺₅O₃ → Cu⁺²(NO₃)₂ + N⁻³H₄NO₂ + H₂O
Медь в этой реакции является восстановителем, так как она отдаёт два электрона и повышает свою степень окисления с нуля до двух. Азот в азотной кислоте является окислителем, так как он принимает пять электронов и понижает свою степень окисления с пяти до трёх.
Чтобы определить, является ли реакция окислительно-восстановительной, можно использовать метод электронного баланса. Этот метод заключается в том, что число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, принятых окислителем.
Пример решения задачи методом электронного баланса:
Дано уравнение реакции:MnO₂ + HCl → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O
Определить, является ли эта реакция окислительно-восстановительной. Если да, то указать окислитель и восстановитель.
Решение:
Таким образом, окислительно-восстановительная реакция — это сложный химический процесс, в котором участвуют окислители и восстановители. Эти реакции широко распространены в природе и используются в промышленности. Они играют важную роль в процессах горения, коррозии, фотосинтеза и других химических процессах.