Что такое ОВР и как их классифицируют
Кто отдаёт электроны, кто принимает — и как отличить межмолекулярную реакцию от диспропорционирования.
1. Что такое ОВР?
Окислительно-восстановительные реакции — это реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ.
Участники процесса
- Окислитель («грабитель») — атом или ион, который принимает электроны. В процессе реакции он понижает свою степень окисления (восстанавливается).
- Восстановитель («жертва») — атом или ион, который отдает электроны. В процессе реакции он повышает свою степень окисления (окисляется).
\text{Восстановление} $$ $$ \text{Восстановитель} - n\bar{e} \to
\text{Окисление} $$
Запомните: Окислитель — Грабитель (забирает электроны).
Как определить роль элемента?
- Только окислитель: Элемент в высшей степени окисления (некуда
повышать, может только понизить).
Примеры: $K\underline{Mn}O_4$ ($Mn^{+7}$), $H_2\underline{S}O_4$ ($S^{+6}$), $H\underline{N}O_3$ ($N^{+5}$). - Только восстановитель: Элемент в низшей степени окисления
(некуда понижать, может только повысить).
Примеры: $H_2\underline{S}$ ($S^{-2}$), $N\underline{H}_3$ ($N^{-3}$), $K\underline{I}$ ($I^{-}$), металлы ($Fe^0$). - И окислитель, и восстановитель: Элемент в промежуточной
степени окисления.
Примеры: $\underline{S}^0$, $\underline{S}^{+4}O_2$, $H_2\underline{O}_2^{-1}$, $N\underline{O}_2^{+4}$.
Вопрос 1: Анализ роли вещества
ПроверкаКакую функцию выполняет пероксид водорода ($H_2O_2$) в реакциях: а) с сильным окислителем ($KMnO_4$); б) с сильным восстановителем ($KI$)?
Ответ: Двойственную: в первом случае — восстановитель, во втором — окислитель.
Пояснение: В молекуле $H_2O_2$ кислород имеет промежуточную степень окисления -1. Он может как повышать ее до 0 (отдавая электроны, работая восстановителем), так и понижать до -2 (принимая электроны, работая окислителем).
Вопрос 2: Свойства элементов
ПроверкаМожет ли атом фтора в химических реакциях выступать в роли восстановителя?
Ответ: Нет, никогда.
Пояснение: Фтор — самый электроотрицательный элемент таблицы Менделеева. Он способен только принимать электроны, выступая исключительно в роли окислителя. Высшая степень окисления для него невозможна, только -1 (и 0 в простом веществе).
2. Классификация ОВР
- Межмолекулярные: Окислитель и восстановитель находятся в разных веществах ($\small 2Al + 3Cl_2 \to 2AlCl_3$).
- Внутримолекулярные: Окислитель и восстановитель — разные атомы в одной молекуле ($\small 2KClO_3 \to 2KCl + 3O_2$).
- Диспропорционирование (самоокисление — самовосстановление): Один элемент является и окислителем, и восстановителем ($\small Cl_2 + 2KOH \to KCl + KClO + H_2O$).
- Конпропорционирование: Окислитель и восстановитель — один элемент в разных степенях окисления, переходящий в одну ($\small SO_2 + 2H_2S \to 3S + 2H_2O$).
Вопрос 1: Классификация ОВР
ПроверкаК какому типу окислительно-восстановительных реакций относится процесс диспропорционирования?
Ответ: К реакциям самоокисления-самовосстановления.
Пояснение: Диспропорционирование — это процесс, в котором атомы одного и того же элемента, изначально находящиеся в одной степени окисления, одновременно и повышают, и понижают ее (один атом отдает электрон другому).
Вопрос 2: Множественный выбор
ПроверкаВыберите реакции внутримолекулярного ОВР: 1) термическое разложение $KClO_3$; 2) горение метана; 3) термическое разложение $NH_4NO_3$.
Ответ: 1 и 3.
Пояснение: При внутримолекулярном ОВР окислитель и восстановитель находятся в составе молекулы одного и того же исходного вещества. В бертолетовой соли это $Cl^{+5}$ и $O^{-2}$, в нитрате аммония — $N^{-3}$ и $N^{+5}$.