Примеры химических соединений, участвующие в реакциях как окислители и восстановители
|
Окислители | Восстановители |
Cl2 (Br2, I2) ® HCl(HBr, HI) | HCl(HBr, HI) ® Cl2(Br2, I2) |
KClO3 ® KCl | Металлы Zn, Cu ®. Zn2+, Cu2+ |
Na2SO3 ® S | Na2SO3 ® Na2SO4 |
KNO2 (кислая среда) ® NO | KNO2 ® KNO3 |
K2Cr2O7 (H2SO4) ® Cr2(SO4)3 | CrCl3 (KOH) ® K2CrO4 |
KMnO4 (кислая среда) ® MnSO4 | MnSO4 ® MnO2 |
KMnO4 (щелочная среда) ® K2MnO4 | FeCl2 ® FeCl3 |
KMnO4 (нейтр. среда)® MnO2 | NH3 ® N2 |
С6Н5СН3® С6Н5СООН | |
С6Н5С2Н5® С6Н5СООН + СО2 |
В сложных химических соединениях с ионными и ковалентными связями принята следующая шкала степеней окисления:
- щелочные металлы (+1);
- щелочноземельные металлы (+2);
- фтор (-1), кислород (-2);
- водород в большинстве соединений (+1).
Степень окисления простых веществ, например таких как Н2, О2, Cl2, N2 и др., принята равной нулю.
Этой информации о степенях окисления достаточно, чтобы рассчитать степени окисления многих других элементов в химических соединениях. Например, в K2Cr2O7 , зная, что степень окисления калия +1, а кислорода -2, несложно определить степень окисления атома хрома, равную [2 (+1) + 2 х – 7 (-2)]= 0, х =+6
Окислительно-восстановительными называются реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав химических соединений.
Окислители в химических реакциях присоединяют электроны (восстанавливаются). Восстановители отдают электроны (окисляются).
Одно и то же химическое соединение в зависимости от условий проведения реакции может выступать окислителем или восстановителем, например Na2SO3.
Приведем окислительно-восстановительную реакцию взаимодействия металла цинка с сульфатом меди:
Zn(т) + CuSO4(р-р) ® ZnSO4(р-р) + Cu(т).
В ионном виде:
Zn0(т)+Cu2+(р-р)+SO42-(р-р)®Zn2+(р-р)+SO42-(р-р)+Cu0(т).
В сокращенном виде:
Zn0(т) + Cu2+(р-р) ® Zn2+(р-р) + Cu0(т).
Реакция окисления (атом Zn отдает электроны):
Zn0(т) ® Zn2+(р-р) + 2е-.
Реакция восстановления (ион Cu2+ принимает электроны):
Cu2+(р-р) + 2е-® Cu0(т).
4.3. Превращение энергии химической реакции в электрическую энергию