Окислительно-восстановительные реакции
🧪 Химия · 8 класс
Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительными называют реакции, которые идут с изменением степеней окисления элементов. В таких реакциях электроны переходят от одних атомов к другим. Это один из важнейших типов химических превращений: к ним относятся горение топлива, дыхание живых организмов, коррозия металлов, работа батареек и аккумуляторов, фотосинтез. Поэтому понимание этих реакций важно не только для химии, но и для биологии и техники.
Ключевые понятия
- Окисление - процесс отдачи электронов, степень окисления при этом повышается.
- Восстановление - процесс присоединения электронов, степень окисления понижается.
- Восстановитель - частица, которая отдаёт электроны (сама при этом окисляется).
- Окислитель - частица, которая принимает электроны (сама при этом восстанавливается).
Эти два процесса всегда идут одновременно: нельзя отдать электроны в никуда, и нельзя принять их ниоткуда. Сколько электронов отдал восстановитель, ровно столько принял окислитель.
| Процесс | С электронами | Степень окисления | Роль частицы |
|---|---|---|---|
| Окисление | отдаёт | повышается | восстановитель |
| Восстановление | принимает | понижается | окислитель |
Метод электронного баланса
Чтобы расставить коэффициенты, составляют электронный баланс - число отданных электронов должно равняться числу принятых. Рассмотрим реакцию железа с хлором. Сначала определяем степени окисления и записываем процессы передачи электронов:
Fe(0) - 3e = Fe(+3) | восстановитель, окисление
Cl(0) + 1e = Cl(-1) | окислитель, восстановление
Чтобы число электронов совпало, первое умножаем на 1, второе на 3, а с учётом того, что хлор состоит из двухатомных молекул, получаем итоговое уравнение:
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Проверяем: два атома железа отдают по 3 электрона - всего 6, шесть атомов хлора принимают по 1 электрону - тоже 6. Баланс сошёлся.
Типичные окислители и восстановители
Чтобы быстрее ориентироваться в реакциях, полезно помнить, какие вещества чаще выступают окислителями, а какие - восстановителями. Сильные окислители охотно принимают электроны, сильные восстановители охотно их отдают.
| Окислители | Восстановители |
|---|---|
кислород O2 | водород H2 |
хлор Cl2 | активные металлы |
| азотная кислота | уголь (углерод) |
Простые вещества-металлы почти всегда бывают восстановителями, потому что они стремятся отдать электроны с внешнего уровня. Неметаллы, наоборот, чаще принимают электроны и выступают окислителями. Поэтому реакция металла с неметаллом - типичный пример окислительно-восстановительного процесса: металл окисляется, неметалл восстанавливается.
Запомни правило. «Восстановитель отдаёт, а сам окисляется; окислитель принимает, а сам восстанавливается». Число отданных электронов всегда равно числу принятых - это и есть основа электронного баланса.
Кратко о главном
- Окислительно-восстановительные реакции идут с изменением степеней окисления.
- Окисление - отдача электронов, восстановление - их присоединение.
- Восстановитель окисляется, окислитель восстанавливается, и оба процесса идут одновременно.
- Коэффициенты находят методом электронного баланса, уравнивая число отданных и принятых электронов.