Окислительно-восстановительные реакции
Кто отдаёт электроны, кто принимает и как расставить коэффициенты за минуту. Метод электронного баланса разложен по шагам, а роль вещества определяется одним взглядом на шкалу.
1Кто есть кто
В окислительно-восстановительной реакции электроны переходят от одного вещества к другому. Тот, кто отдаёт, — восстановитель, он окисляется. Тот, кто принимает, — окислитель, он восстанавливается.
Отдаёт электроны. Его степень окисления повышается. Сам он при этом окисляется — название и процесс здесь противоположны, это и путает.
Принимает электроны. Его степень окисления понижается, а сам он восстанавливается.
2Определяем роль по степени окисления
Не нужно помнить списки. Достаточно посмотреть, где находится степень окисления элемента: у нижней границы, у верхней или посередине.
Выберите вещество: положение степени окисления сразу отвечает на вопрос
Элемент в низшей степени окисления: электроны отдавать может, принимать — уже некуда. Только восстановитель.
3Метод электронного баланса
Это основной способ расстановки коэффициентов. Смысл простой: сколько электронов отдано, столько же должно быть принято.
Выберите реакцию и проходите шаги — коэффициенты появятся в конце
Сколько электронов принимает атом серы в реакции S + O₂ → SO₂?
Сера переходит из степени 0 в +4, то есть степень окисления повышается. Значит, сера не принимает, а отдаёт 4 электрона: S⁰ − 4e⁻ → S⁺⁴. Она здесь восстановитель, а окислителем выступает кислород.
4Важнейшие окислители и восстановители
| Окислитель | Среда | Продукт восстановления |
|---|---|---|
| KMnO₄ | кислая (H₂SO₄) | Mn²⁺ — раствор обесцвечивается |
| KMnO₄ | нейтральная | MnO₂ — бурый осадок |
| KMnO₄ | щелочная | K₂MnO₄ — зелёный раствор |
| K₂Cr₂O₇ | кислая | Cr³⁺ — зелёный раствор |
| HNO₃ конц. | — | NO₂ — бурый газ |
| HNO₃ разб. | с активным металлом | NO, N₂O, N₂ или NH₄NO₃ |
| H₂SO₄ конц. | с металлом | SO₂, S или H₂S |
- Металлы — всегда только восстановители, у них степень 0 низшая.
- H₂S, сульфиды, HI, HBr — сера и галогены в низшей степени.
- NH₃, гидриды металлов, CO, углерод при нагревании.
- Соединения Fe²⁺, Cr³⁺, Sn²⁺ — промежуточные степени, окисляются легко.
5Особые случаи
Один элемент одновременно окисляется и восстанавливается.
Два разных состояния элемента дают одно промежуточное.
Окислитель и восстановитель — в одном веществе.
Какое вещество может быть только окислителем?
В HNO₃ азот имеет высшую степень окисления +5 — выше некуда, значит принимать электроны он может, а отдавать нет. Только окислитель. В SO₂ и Fe²⁺ степени промежуточные, в H₂S сера в низшей степени −2 — это только восстановитель.
Коротко
- Восстановитель отдаёт электроны и окисляется
- Окислитель принимает электроны и восстанавливается
- Низшая степень — только восстановитель, высшая — только окислитель
- Число отданных электронов равно числу принятых
- Продукт восстановления KMnO₄ зависит от среды
- Кислоты-окислители водород с металлами не выделяют