Алгоритм решения и типы ОВР

Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительными называют химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества.

+1 -1 0 +2 -1 0

2HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2

Историческая справка

В XVII в. считали, что окисление – потеря флогистона (особого невидимого горючего вещества), а восстановление – его приобретение. Но после создания А. Лавуазье кислородной теории горения к началу XIX века химики всего мира согласились считать окислением – соединения веществ с кислородом, а восстановлением – их превращения под действием водорода.  Однако:

Fe + 2HCI = FeCI 2  + H 2 ↑

Здесь нет кислорода, но железо окисляется. В этой реакции окислитель – ион водорода протон Н+, а железо является восстановителем.

Историческая справка

С введением в химию электронных представлений точно установлено, что окислитель - вещество, которое получает электроны, а восстановитель - вещество, которое их отдает.

Восстановление

Под восстановлением понимают процесс присоединения электронов атомами, ионами или молекулами.

При этом:

- происходит понижение степени окисления какого-либо атома в данной частице;

- частица (атом, ион или молекула) принимает один или несколько электронов;

- органическое вещество теряет атомы кислорода и (или) приобретает атомы водорода.

Восстановление

Например:

- атомы неметаллов могут присоединять электроны, превращаясь при этом в отрицательные ионы, т.е. восстанавливаясь:

0 -1

Cl + 1ē → Cl

атом хлора хлорид-ион

- электроны могут присоединяться к положительным ионам, которые при этом превращаются в атомы:

+2 0

Cu + 2ē → Cu

ион меди( II ) атом меди

Восстановление

- принимать электроны могут и положительные ионы, у которых при этом понижается степень окисления:

+3 +2

Fe + 1 ē → Fe

ион железа ( III ) ион железа ( II )

Окисление

Под окислением понимают процесс отдачи электронов атомами, ионами или молекулами.

В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и более мелкие составные части. При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.

Окисление

Например:

- атомы металлов, теряя электроны, превращаются в положительные ионы, т.е. окисляются:

0 + 1

Na - 1ē → Na

атом натрия ион натрия

- отдавать электроны могут отрицательные ионы :

-1 0

Cl - 1 ē → Cl

хлорид-ион атом хлора

Окисление

- терять электроны могут и некоторые положительные ионы с низшими степенями окисления:

+ 1 +2

Cu - 1 ē → Cu

ион меди (I) ион меди ( II )

Окисление всегда сопровождается восстановлением и наоборот, т.е. окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов – окисления и восстановления.

-3 ē

окисление

+2 0 +3 0

CuCl 2 + Al AlCl 3 + Cu

окислитель восстановитель

+2 ē

восстановление

Атомы, ионы или молекулы, принимающие электроны, называют окислителями .

Атомы, ионы или молекулы, отдающие электроны, называют восстановителями .

Электронный баланс

В окислительно-восстановительных реакциях число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, принимаемых окислителем, т.е. соблюдается

электронный баланс .

Например, реакция алюминия с хлоридом меди ( II) :

+2 -1 0 +3 -1 0

CuCl 2 + Al → AlCl 3 + Cu

Электронный баланс

А электронные уравнения будут иметь вид:

+2 восстановление 0

Cu + 2ē → Cu 3

0 окисление +3

Al - 3ē → Al 2

Молекулярное уравнение:

3CuCl 2 + 2Al = 2AlCl 2 + 3Cu

Электронный баланс

Для правильного уравнивания следует придерживаться определенной последовательности действий:

1. Найти окислитель и восстановитель.

2. Составить для них схемы (полуреакции) переходов электронов, отвечающие данному окислительно-восстановительному процессу.

3. Уравнять число отданных и принятых электронов в полуреакциях.

4 . Просуммировать порознь левые и правые части полуреакций.

5 . Расставить коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции.

Например:

Электронный баланс

Дана реакция Li + N 2 = Li 3 N

1 . Находим окислитель и восстановитель:

Li 0  + N 2 0  = Li 3 +1 N −3

N присоединяет электроны – окислитель.

Li отдает электроны – восстановитель.

2. Составляем полуреакции :

Li 0  — 1ē = Li +1

N 2 0  + 6ē = 2N −3

Электронный баланс

3. Уравниваем число отданных и принятых электронов в полуреакции:

6* | Li 0  — 1ē = Li +1

1* | N 2 0  + 6ē = 2N −3

Получаем:

6Li 0  — 6ē = 6Li +1

N 2 0  + 6ē = 2N −3

Электронный баланс

4. Просуммируем порознь левые и правые части полуреакций:

6Li + N 2  = 6Li +1  + 2N −3

5. Расставим коэффициенты в окислительно-восстановительной реакции:

6Li + N 2  = 2Li 3 N

Биологическое значение окислительно-

восстановительных процессов

Жизнь – непрерывная цепь

окислительно-восстановительных

процессов

А.-П.Лавуазье

Использованные источники

О.С.Габриелян. Химия. 8 класс. М.Дрофа.2013.

О.С.Габриелян, И.П.Воскобойникова, А.В.Яшукова. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М. Дрофа. 2012.

Иллюстрация «обмен веществ» (слайд 18):

http://www.med.az/2013/02/01/

Иллюстрация «дыхание» (слайд 18):

http://studiofminus.com/cv/breathing-meditation