1. Понятие «окислительно-восстановительные реакции»

Рас­смот­рим ре­ак­цию маг­ния с кис­ло­ро­дом. За­пи­шем урав­не­ние этой ре­ак­ции и рас­ста­вим зна­че­ния сте­пе­ней окис­ле­ния ато­мов эле­мен­тов:

Как видно, атомы маг­ния и кис­ло­ро­да в со­ста­ве ис­ход­ных ве­ществ и про­дук­тов ре­ак­ции имеют раз­лич­ные зна­че­ния сте­пе­ней окис­ле­ния. За­пи­шем схемы про­цес­сов окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния, про­ис­хо­дя­щих с ато­ма­ми маг­ния и кис­ло­ро­да.

До ре­ак­ции атомы маг­ния имели сте­пень окис­ле­ния, рав­ную нулю, после ре­ак­ции - +2. Таким об­ра­зом, атом маг­ния по­те­рял 2 элек­тро­на:

Маг­ний от­да­ет элек­тро­ны и сам при этом окис­ля­ет­ся, зна­чит, он яв­ля­ет­ся вос­ста­но­ви­те­лем.

До ре­ак­ции сте­пень окис­ле­ния кис­ло­ро­да была равна нулю, а после ре­ак­ции стала -2. Таким об­ра­зом, атом кис­ло­ро­да при­со­еди­нил к себе 2 элек­тро­на:

Кис­ло­род при­ни­ма­ет элек­тро­ны и сам при этом вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся, зна­чит, он яв­ля­ет­ся окис­ли­те­лем.

За­пи­шем общую схему окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния:

Число от­дан­ных элек­тро­нов равно числу при­ня­тых. Элек­трон­ный ба­ланс со­блю­да­ет­ся.

 2. Отличие окислительно-восстановительных реакций от реакций ионного обмена

В окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ных ре­ак­ци­ях про­ис­хо­дят про­цес­сы окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния, а зна­чит, ме­ня­ют­ся сте­пе­ни окис­ле­ния хи­ми­че­ских эле­мен­тов. Это от­ли­чи­тель­ный при­знак окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ных ре­ак­ций.

Окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ны­ми на­зы­ва­ют ре­ак­ции, в ко­то­рых хи­ми­че­ские эле­мен­ты из­ме­ня­ют свою сте­пень окис­ле­ния

3. Изменение степеней окисления окислителя и восстановителя

Рас­смот­рим на кон­крет­ных при­ме­рах, как от­ли­чить окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ную ре­ак­цию от про­чих ре­ак­ций.

1. NaOH + HCl = NaCl + H₂O

2. СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

Для того чтобы ска­зать, яв­ля­ет­ся ли ре­ак­ция окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ной, необ­хо­ди­мо рас­ста­вить зна­че­ния сте­пе­ней окис­ле­ния ато­мов хи­ми­че­ских эле­мен­тов.

   +1-2+1    +1-1  +1 -1   +1 -2

1. NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Об­ра­ти­те вни­ма­ние, сте­пе­ни окис­ле­ния всех хи­ми­че­ских эле­мен­тов слева и спра­ва от знака ра­вен­ства оста­лись неиз­мен­ны­ми. Зна­чит, эта ре­ак­ция не яв­ля­ет­ся окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ной.

     -4 +1     0     +4 -2   +1 -2

2. СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

В ре­зуль­та­те дан­ной ре­ак­ции сте­пе­ни окис­ле­ния уг­ле­ро­да и кис­ло­ро­да  по­ме­ня­лись. При­чем уг­ле­род по­вы­сил свою сте­пень окис­ле­ния, а кис­ло­род по­ни­зил. За­пи­шем схемы окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния:

 -4             +4

С -8е =С       - про­цесс окис­ле­ния

 0               -2

О +2е = О    - про­цесс вос­ста­нов­ле­ния

Чтобы число от­дан­ных элек­тро­нов было равно числу при­ня­тых, т.е. со­блю­дал­ся элек­трон­ный ба­ланс, необ­хо­ди­мо до­мно­жить вто­рую по­лу­ре­ак­цию на ко­эф­фи­ци­ент 4:

-4               +4

С -8е =С                -  вос­ста­но­ви­тель, окис­ля­ет­ся

 0                 -2

О +2е = О     4      окис­ли­тель, вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся

Окис­ли­тель в ходе ре­ак­ции при­ни­ма­ет элек­тро­ны, по­ни­жая свою сте­пень окис­ле­ния, он вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся.

Вос­ста­но­ви­тель в ходе ре­ак­ции от­да­ет элек­тро­ны, по­вы­шая свою сте­пень окис­ле­ния, он окис­ля­ет­ся.