Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)
Тема кодификатора ОГЭ: Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель и восстановитель. Окисление и восстановление.
1. Что такое ОВР?
В любой ОВР всегда неразрывно происходят два процесса: кто-то из атомов отдает электроны, а кто-то их принимает. Электроны не могут исчезнуть в никуда или появиться из ниоткуда.
2. Окислитель и восстановитель
Атомы, участвующие в передаче электронов, играют разные роли.
- Восстановитель — это атом или ион, который отдает свои электроны. Поскольку электроны заряжены отрицательно (e⁻), при отдаче минусов заряд (степень окисления) атома повышается.
- Окислитель — это атом или ион, который принимает чужие электроны. Забирая себе минусы, атом понижает свою степень окисления.
Восстановитель — щедрый даритель, он отдает электроны.
Окислитель — грабитель, он забирает электроны себе.
3. Процессы окисления и восстановления
Очень важно не путать роль (существительное: кто это делает) и процесс (действие: что с ним происходит).
- Окисление — это процесс отдачи электронов. Этот процесс происходит с восстановителем. То есть восстановитель в ходе реакции окисляется.
- Восстановление — это процесс принятия электронов. Этот процесс происходит с окислителем. То есть окислитель в ходе реакции восстанавливается.
Сведем всю информацию в удобную таблицу:
| Частица (роль) | Действие с электронами | Изменение степени окисления | Процесс |
|---|---|---|---|
| Восстановитель | Отдает (- e⁻) | Повышается (↑) | Окисление |
| Окислитель | Принимает (+ e⁻) | Понижается (↓) | Восстановление |
4. Алгоритм решения Задания 15
В 15 задании ОГЭ чаще всего просят установить соответствие между схемой процесса (или реакцией) и названием процесса (или ролью элемента).
- Определите степень окисления элемента до стрелочки (в исходном веществе) и после стрелочки (в продукте).
- Посмотрите, как изменилась степень окисления: увеличилась или уменьшилась.
- Если степень окисления повысилась (стала более положительной, например от -2 до 0) — атом отдал электроны. Значит он восстановитель, а процесс — окисление.
- Если степень окисления понизилась (стала более отрицательной, например от +5 до +2) — атом принял электроны. Значит он окислитель, а процесс — восстановление.
5. Разбор типовых заданий
Пример 1: Установка соответствия для процессов
Установите соответствие между схемой процесса и названием процесса, происходящего в окислительно-восстановительной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
А) N⁺⁵ → N⁺²
Б) S⁻² → S⁰
В) Cl₂⁰ → 2Cl⁻
1) окисление
2) восстановление
Разбор:
А) N⁺⁵ → N⁺². Степень окисления азота понизилась (с +5 до +2). Это значит, что атом азота принял 3 электрона (+3e⁻). Принятие электронов — это процесс восстановления (цифра 2).
Б) S⁻² → S⁰. Степень окисления серы повысилась (с -2 до 0). Сера отдала 2 электрона (-2e⁻). Отдача электронов — это процесс окисления (цифра 1).
В) Cl₂⁰ → 2Cl⁻. Степень окисления хлора понизилась (с 0 до -1). Хлор принял электроны. Принятие электронов — процесс восстановления (цифра 2).
Ответ: 212.
Пример 2: Роль элемента в реакции
Установите соответствие между уравнением химической реакции и ролью серы в ней: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
А) H₂S + Cl₂ → S + 2HCl
Б) S + O₂ → SO₂
В) H₂ + S → H₂S
1) окислитель
2) восстановитель
3) и окислитель, и восстановитель
4) ни окислитель, ни восстановитель
Разбор:
А) H₂S + Cl₂ → S + 2HCl. Определим степень окисления серы до и после реакции. Была H₂S⁻², стала S⁰. Степень окисления повысилась с -2 до 0. Сера отдает электроны, значит она является восстановителем (цифра 2).
Б) S + O₂ → SO₂. Степень окисления серы меняется: S⁰ → S⁺⁴O₂. Степень окисления повысилась (с 0 до +4). Сера отдает электроны, поэтому она снова восстановитель (цифра 2).
В) H₂ + S → H₂S. Степень окисления серы: S⁰ → H₂S⁻². Степень окисления понизилась (с 0 до -2). Сера принимает электроны, следовательно, выступает в роли окислителя (цифра 1).
Ответ: 221.