Хімія підготовка до ЗНО та ДПА
Комплексне видання
ЧАСТИНА І
ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ
ОКИСНО-ВІДНОВНІ
ПРОЦЕСИ
Окисно-відновні
реакції
За
зміною ступенів окиснення елементів, що входять до складу реагентів та
продуктів реакції, усі хімічні реакції можна розділити на дві групи, а саме на:
1) Реакції, що протікають без зміни ступенів
окиснення всіх елементів. До таких реакцій належать, зокрема, реакції іонного
обміну в розчинах та деякі інші:
AgNO3 + NaCl → AgCl ↓ і + NaNO3.
2) Реакції, що протікають зі зміною ступеня
окиснення всіх або деяких (або навіть одного) елементів, наприклад:
—
усі елементи змінюють ступені окиснення:
—
деякі елементи змінюють ступені окиснення:
—
один елемент змінює ступінь окиснення:
Хімічні
реакції, які протікають зі зміною ступеня окиснення елементів, що входять до
складу реагентів, називають окисно-відновними реакціями (ОВР).
Будь-який
окисно-відновний процес обов’язково складається з двох протилежних процесів —
окиснення та відновлення.
Окиснення
— це процес віддачі електронів атомом, іоном або молекулою. Якщо атом віддає
електрон, то він здобуває позитивний заряд:
Якщо
негативно заряджена частинка віддає електрон, то вона може перетворюватися в
нейтральний атом або позитивно заряджену частинку:
Якщо
ж позитивно заряджена частинка віддає електрони, то вона збільшує свій
позитивний заряд:
Відновлення
— це процес прийому електронів атомом, іоном або молекулою. Якщо нейтральний атом
приймає електрони, то він перетворюється в негативно заряджену частинку:
Якщо
позитивно заряджена частинка приймає електрони, то вона зменшує свій позитивний
заряд і залежно від числа прийнятих електронів може перетворитися в позитивно
заряджену частинку з меншим позитивним зарядом, нейтральний атом або негативно
заряджену частинку:
Частинку
(атом, молекулу або іон), яка приймає електрон, називають окисником, а
частинку, яка віддає електрони — відновником. Окисник у процесі реакції
відновлюється, а відновник — окислюється. Оскільки в результаті реакції одна
частинка віддає електрони, то обов’язково має бути частинка, яка ці електрони
приймає, тому процеси окиснення й відновлення нерозривно пов’язані й не можуть
протікати незалежно один від одного. Із цієї ж точки зору в окисно-відновному
процесі обов’язково мають брати участь окисник і відновник, ОВР не може
протікати між двома окисниками або між двома відновниками.
При
складанні окисно-відновних процесів також необхідно пам’ятати про правила зазначення
заряду частинок. Якщо зазначається заряд реально існуючого іона, що, наприклад,
утворюється при дисоціації у воді, то спочатку зазначають величину заряду, а
вже потім його знак. Якщо ж заряд зазначається для якого-небудь «гіпотетичного»
іона, що в реальних системах не існує, а входить тільки до складу більш
складних частинок, то спочатку вказують знак заряду, а вже потім його величину,
тобто в цьому разі вказують ступінь окиснення елемента. Наприклад, при
дисоціації натрій сульфату у воді утворюються іони Натрію із зарядом +1 і
сульфат-іони із зарядом -2. У цьому разі частинки реально існують у розчинах,
тому їх позначають як Na+ (Na1+) і SO42-. Але до складу сульфат-іона входять
атоми Сульфуру зі ступенем окиснення +6 і атоми Оксигену зі ступенем окиснення
-2. Ці частинки не існують окремо, а тільки в складі більш складного іона, тому
їх можна назвати «гіпотетичними» іонами й, окрім того, через те, що між цими
атомами зв’язок не іонний, а ковалентний, реальні заряди на цих атомах не
дорівнюють відповідно +6 і -2, але для складання ОВР це не має значення, й
указують ступені окиснення атомів. Тому ці частинки позначають так: S+6 та О-2.