(СО) 1. СО атомов в простых веществах равна 0

Окислительновосстановительные
реакции
Основные правила определения
степени окисления (СО)
1. СО атомов в простых веществах равна 0:
0
0
0
0
Mg, S, H2, N2
2. СО атомов, образующих ионы, совпадают с их зарядом:
+II
Mg2+ ≡ Mg
-II
S2- ≡ S
3. СО щелочных и щелочноземельных металлов в
соединениях равны +I и +II соответственно:
I
 II
Na Br, Ca Cl 2
4. CО водорода в соединениях, как правило, равна +I
Исключения - гидриды активных металлов:
-I
Na H
-I
Ca H 2
5. СО кислорода в соединениях, как правило, равна -II
Исключения:
a) пероксидные соединения:
-I
H2 O2
-I
Na 2 O 2
 II
б) дифторид кислорода:
O F2
6. Молекула электронейтральна, поэтому ΣСО = 0
x
СОN = ?
KNO3
11 + x1 + (-2)·3 = 0
х=5
СОN = +V
7. ΣСО атомов, образующих ион, равна заряду иона
x
СОCr= ?
Cr2 O 72х2 + (-2)·7 = -2
х =6
СОCr = + VI
Сущность ОВР
идущие без изменения
степени окисления элементов
Химические
реакции
K2SO3 + H2O ⇄ KHSO3 + KOH
идущие c изменением
степени окисления элементов
(ОВР)
IV
-I
VI
-II
K2SO3 + H2O2 = K2SO4 + H2O
Окисление
 процесс отдачи электронов
Восстановление
Окислитель

процесс присоединения электронов
это вещество, в состав молекул которого
входят атомы, понижающие свою СО.
При этом окислитель принимает
электроны и восстанавливается

Восстановитель  это вещество, в состав молекул которого
входят атомы, повышающие свою СО.
При этом восстановитель отдает
электроны и окисляется
Оксиды:
MnO2,
PbO2,
CuO,
Ag2O
O2 ,
O3
Fe3+, Ce4+,
ионы
благородных
металлов:
Ag+, Au3+ и др.
Галогены:
F2, Cl2, Br2, I2
Важнейшие
окислители
Вещества,
содержащие
элементы в
высшей СО:
KMnO4
K2Cr2O7
KBiO3
Кислоты:
H2SO4 (конц.),
HNO3,
H2SeO4,
«царская водка»
Вещества,
содержащи
е элементы
в низшей
СО:
NH3, H2S,
HCl,
HBr,
КI
Металлы
Важнейшие
восстановители
Соли, содержащие
ионы: Fe2+, Sn2+,
Mn2+, Cr2+ и др.
H2
C
CO
Вещества с двойственной окислительновосстановительной природой:
+III
+IV
-I
HNO2, SO2, H2O2 и др.
H2O2
-I
+VII
+II
0
Н2O2 + KMnO4 + H2SO4 → MnSO4 + O2+ K2SO4+ H2O
В-ль
ē
-I
-I
0
-II
H2O2 + KI + H2SO4 → I2 + K2SO4 + H2O
Ок-ль
ē
Составление уравнений ОВР
Метод электронного баланса
(используется при составлении уравнений реакций,
протекающих в твердой и газовой фазе)
+III
0
0
+II
Fe2O3 + C → Fe + CO
+III
2 Fe
+
0
+ 6ē
0
2 Fe
1
+II
C - 2ē
+III
(t ~ 1000 °C)
0
C
0
3
+II
2Fe + 3C → 2Fe + 3C
Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO
n+ē = n-ē
Ионно-электронный метод (полуреакций )
(используется при составлении уравнений реакций,
протекающих в растворах)
VI
IV
III
VI
K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Na2SO4 +
pH < 7
+ K2SO4 + H2O
Cr2O72– + 14H+ + 6ē → 2Cr3+ + 7H2O
+
+ 12
SO32– + H2O – 2ē
1
+6
→ SO42– + 2H+
-2
3
0
Cr2O72– + 14H+ + 3SO32– + 3H2O =
8Н+
= 2Cr3+ + 7H2O + 3SO4 2– + 6H+
4Н2О
Cr2O72– + 3SO32– + 8H+ = 2Cr3+ + 3SO42– + 4H2O
K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 =
При составлении
полуреакций
следует
= Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + K2SO4 + 4H2O
1. Определить, в составе каких соединений
находятся атомы, меняющие свою СО, и
записать схемы («сущность») превращения.
2. Исполнить материальный баланс.
3. Исполнить зарядовый баланс.
В окончательном уравнении необходимо учесть
и те ионы, которые не принимают участия в ОВР.
При составлении материального баланса
по кислороду в полуреакции воспользуемся
в кислотной среде
 ионами Н+ и молекулами воды
в щелочной среде

ионами ОН- и молекулами воды
в нейтральной среде молекулы воды всегда пишут
слева, а справа – ионы Н+ или
ОН-
Fe2O3 + KNO3 + KOH → K2FeO4 + KNO2 + H2O
pH > 7
Fe2O3 + 10OH- - 6ē
+
2 FeO42- + 5H2O
-4
- 10
NO3- + H2O
1
+ 2ē
NO2- + 2OH-
-1
3
-3
Fe2O3 + 10OH- + 3NO3- + 3H2O =
4OH-
= 2FeO42- + 5H2O + 3NO2- + 6OH2 H2O
Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O
KMnO4 + MnSO4 + H2O → MnO2↓ + K2SO4 + …
-
MnO4 + 2H2O + 3ē
+
-1
Mn2+ + 2H2O
+2
MnO2 + 4OH
-
2
-4
- 2ē
MnO2 + 4H+
3
+4
2MnO4- + 10H2O + 3Mn2+= 5MnO2 + 8OH- +12H+
2H2O
8H2O + 4H+
2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O = 5MnO2↓+ K2SO4 + 2H2SO4
Основные типы ОВР
 Межмолекулярные ОВР
0
+VI
+II
+IV
Cu + H2SO4(конц) → CuSO4 + SO2 + H2O
 Внутримолекулярные ОВР
-III
+VI
+III
0
t
(NH4)2Cr2O7 →
Cr2O3 + N2 + 4H2O
демонстрация ролика №3
 Реакции диспропорционирования
+IV
t
+VI
-II
4 Na2SO3 → 3 Na2SO4 + Na2S
+IV
S - 2ē
+
+IV
S + 6ē
+VI
S
3
-II
S
1
+IV
+VI
-II
4S
3S + S
Влияние различных факторов на
протекание ОВР
 Концентрация реагентов
ZnSO4 + H2↑
Zn + H2SO4
ZnSO4 + SO2↑ + H2O
Cu(NO3)2 + NO↑ + H2O
Cu + HNO3
демонстрация ролика №12
Cu(NO3)2 + NO2↑+ H2O
 Температура
+I
0
-I
KClO + KCl + H2O
Cl2 + KOH
+V
-I
KClO3 + KCl + H2O
 Катализатор
0
-III
N2 + H2O
NH3 + O2
+II
NO + H2O
 Реакция среды (рН)
2+
Mn
+VII
MnO4
-
+
восст-ль
pH = 7
+3ē
+IV
MnO2↓
+VI
MnO42-