Процессы окисления и восстановления
Рассмотрим реакции с медью.
Если нагреть медную проволоку в пламени спиртовки, на поверхности мы увидим образование черного налета оксида меди(II) СuO:
|
В результате реакции медь окисляется с образованием оксида (прежнее название — окисел). Такие процессы называют реакциями окисления.
Если над почерневшей медной пластинкой при нагревании пропустить водород , то ее цвет изменится на медный — цвет простого вещества меди:
- \(\mathrm{CuO+H_{2}=Cu+H_{2}O}\).
Медь восстанавливается, отдавая кислород водороду от оксида меди. Такие процессы получения металлов называются реакции восстановления.
Именно эти процессы лежат в основе электронной теории процессов окисления и восстановления.
Её положения:
- Окисление — процесс отдачи электронов (\(\mathrm{-e^{-}}\)), приводящий к увеличению степеней окисления атомов, например:
- \(\mathrm{Al^{0}-3e^{-}=Al^{+3}}\);
- \(\mathrm{S^{-2}-6e^{-}=S^{+4}}\);
- \(\mathrm{N^{+2}-3e^{-}=N^{+5}}\).
Атом (и вещество, в состав которого входит этот атом), отдающий электроны, называется восстановителем. Типичными восстановителями являются простые вещества металлы, атомы которых всегда отдают электроны, а также водород \(\mathrm{H_{2}}\), углерод \(\mathrm{C}\), кремний \(\mathrm{Si}\) и некоторые другие вещества.
Запомните: Отдал, Окислился, является Восстановителем (ООВ).
- Восстановление — процесс приема электронов (+е−), приводящий к уменьшению степеней окисления атомов, например:
- \(\mathrm{Al^{+3}+3е^{-}=Al^{0}}\);
- \(\mathrm{S^{+4}+6е^{-}=S^{-2}}\);
- \(\mathrm{N^{+4}+2е^{-}=N^{+2}}\).
Атом (и вещество, в состав которого входит этот атом) принимающий электроны, называется окислителем. К сильным окислителям относятся ионы и молекулы, содержащие атомы в высшей степени окисления, например перманганат калия \(\mathrm{KMnO_{4} (Mn^{+7})}\), дихромат калия \(\mathrm{K_{2}Cr_{2}O_{7} (Cr^{+6})}\), азотная кислота \(\mathrm{HNO_{3} (N^{+5})}\), концентрированная серная кислота \(\mathrm{H_{2}SO_{4} (S^{+6})}\), бертолетова соль \(\mathrm{KClO_{3} (Cl^{+5})}\) и т. п.
Запомните: Взял, Восстановился, является Окислителем (ВВО).
Чем активнее неметалл как окислитель, тем слабее его восстановительная способность в состоянии отрицательного иона. И наоборот, чем менее активен неметалл как окислитель, тем активнее он в состоянии отрицательного иона как восстановитель.
Атом химического элемента в высшей степени окисления может быть только окислителем, в низшей – восстановителем, в промежуточной – и окислителем, и восстановителем.
- Процессы окисления и восстановления всегда осуществляются одновременно. Если в ходе химической реакции атомы одного из элементов отдают электроны, то атомы другого элемента их принимают. количество отданных электронов всегда равно количеству принятых электронов. Проанализируем конкретные превращения:
- \(\mathrm{S^{+4}+6e^{-}=S^{-2} \mid}\) сера взяла электроны, восстановилась (так как степень окисления уменьшилась, то процесс восстановления), является окислителем – ВВО.
- \(\mathrm{S^{-2}-6e^{-}=S^{+4} \mid}\) сера отдала электроны, окислилась (так как степень окисления увеличилась, то процесс окисления), является восстановителем – ООВ.
Для того, чтобы завершить урок, необходимо пройти небольшой тест. Для этого нажмите кнопку “ПРОЙТИ ТЕСТ“.