Разработка темы по химии 'Окислительно-восстановительные реакции' (9 класс)

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ.

Необходимо точно понимать терминологическую разницу между понятием

«валентность» и «степень окисления».

Термин «валентность» относится к свободному атому и определяется, как способность атома образовывать химические связи. Их количество определяется числом неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне.

Термин «степень окисления» относится к атому (элементу), образовавшему химические связи и определяется числом смещенных общих электронных пар связей связи от менее (+) к более электроотрицательному элементу (-).

ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ (СО) ЭЛЕМЕНТА.

1. СО (О) = -2

2. СО (элемента в простом веществе) = 0

3. СО(Н) = ± 1; с неметаллом +1 (кроме Si) и -1 с металлом и Si.

4. СО(металл) = +В

5. В нейтральных молекулах алгебраическая сумма СО элементов = 0

6. В сложных ионах алгебраическая сумма СО элементов равна заряду иона.

Например:

К ⁺¹Мn ^хО^-2₄ ; +1+х+4(-2)=0; х=+7.

Cr₂^xO₇^2- ; х+7(-2)=-2; х= +6

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.

При проведении реакций происходит разрыв химических связей в исходных веществах и образовании новых, которые, в некоторых случаях, происходит изменение валентности элементов и поляризации новых химических связей.

Окислительно-восстановительными называются (ОВ или ред-окс) реакции, протекающие с изменениями значений степеней окисления элементов, входящих в состав реагирующих соединений.

Основные положения теории ОВР:

1. Окисление - это процесс отдачи электронов. Вещество (ион, атом, молекула), отдающее электроны, называется восстановителем. В процессе реакции восстановитель окисляется, а значение СО элемента повышается.

2. Восстановление - это процесс принятия электронов. Вещество (ион, атом, молекула), принимающее электроны, называется окислителем. В процессе реакции окислитель восстанавливается, а значение СО элемента понижается.

3. Так как в замкнутой системе (процесс оттока электронов за пределы реакционной системы отсутствует) электрический заряд сохраняется, то число электронов, отданных восстановителем равно числу электронов, принятых окислителем.

4. Восстановление и окисление - два взаимонеразрывных процесса: нет окисления без восстановления и наоборот.

Алгоритм составления уравнения реакции

методом электронного баланса.

1. Записать схему реакции : HI +H₂SO₄ → I₂ + H₂S + H₂O

2. Проставить СО элементов: _{+1 -1 +1 +6 -2 0 +1 -2 +1 -2}

HI +H₂SO₄ → I₂ + H₂S + H₂O

3. Выписать элементы, изменившие СО, определить и прописать количество электронов, принятых или отданных в процессе реакции с учетом количества атомов в веществе.

2I^-1 -2ẽ → 2I⁰

S⁺⁶ +8ẽ → S^-2

4. Найти наименьшее общее кратное количества электронов: HOK = 8.

Найти дополнительные множители к числу отданных и принятых электронов.

4 2I^-1 -2ẽ → 2I⁰ B

S⁺⁶ +8ẽ → S^-2 O

5. Эти дополнительные множители проставляют перед соответствующими формулами веществ.

_{+1 -1 +1 +6 -2 0 +1 -2 +1 -2}

8 HI +H₂SO₄ → 4I₂ + H₂S + 4H₂O

6. Число атомов в левой части уравнения уравнивается с числом атомов в правой части.

ТИПЫ ОВР.

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ (атомы восстановители и атомы окислители входят в состав разных исходных веществ)

_{+4 -1 +2 0}

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂↑ +2H₂O

2Cl^- -2ẽ → 2Cl⁰ O

Mn⁺⁴ +2ẽ→ Mn⁺² B

ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ (атомы восстановителя и окислителя входят в состав молекул одного вещества и являются атомами одного или различных элементов)

_{+5 -2 -1 0}

2KClO₃ 2KCl+3O₂↑

2 Cl⁺⁵ +6ẽ → Cl ^-1 O

3 2O^-2 -4ẽ → 2O⁰ B

ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ (атомы восстановителя и окислителя входят в состав одного и того же вещества и имеют одинаковую степень окисления)

_{+4 +6 -2}

4K₂SO₃ → 3K₂SO₄ + K₂S

3 S⁺⁴ -2ẽ →S ⁺⁶ B

S⁺⁴ +6ẽ → S^-2 O

КОНТРПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ (атомы восстановителя и окислителя являются атомами одного и того же элемента с различной СО, которые входят в состав различных веществ, а в результате реакции образуются молекулы одного и того же вещества продукта)

_{+4 -2 0}

SO₂ +2H₂S → 3S +2H₂O

S⁺⁴ +4ẽ → S⁰ O

2 S^-2 -2ẽ → S⁰ B

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ.

По окислительно-восстановительным свойствам все вещества можно разделить на 3 группы:

1. Вещества, которые могут быть только окислителями - элементы, изменяющие степень окисления, находятся в высшей степени окисления (могут только присоединять электроны и понижать свою степень окисления)

2. Вещества, которые могут быть только восстановителями - элементы, изменяющие степень окисления, находятся в низшей степени окисления (могут только отдавать электроны и повышать свою степень окисления)

3. Вещества, которые могут быть и восстановителями и окислителями - элементы, изменяющие степень окисления, находятся в промежуточной степени окисления (могут и отдавать и принимать электроны)