1. Определение степеней окисления атомов элементов в соединениях

Окис­ле­ние – это про­цесс от­да­чи элек­тро­нов, а вос­ста­нов­ле­ние – про­цесс при­ня­тия элек­тро­нов. Окис­ли­тель – в ходе ре­ак­ции при­ни­ма­ет элек­тро­ны и сам при этом вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся. Вос­ста­но­ви­тель от­да­ет элек­тро­ны, а сам при этом окис­ля­ет­ся.

Атомы эле­мен­та, вхо­дя­ще­го в со­став окис­ли­те­ля, по­ни­жа­ют свою сте­пень окис­ле­ния в ходе ОВР, а атомы эле­мен­та, вхо­дя­ще­го в со­став вос­ста­но­ви­те­ля, по­вы­ша­ют свою сте­пень окис­ле­ния.

Окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ны­ми ре­ак­ци­я­ми на­зы­ва­ют ре­ак­ции, в ко­то­рых из­ме­ня­ют­ся сте­пе­ни окис­ле­ния хи­ми­че­ских эле­мен­тов. Ре­ак­ции ион­но­го об­ме­на не яв­ля­ют­ся окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ны­ми.

 2. Определение процессов окисления и восстановления

Рас­смот­рим пер­вый при­мер.

При­мер 1. Опре­де­ли­те сте­пе­ни окис­ле­ния эле­мен­тов в со­еди­не­ни­ях:

BaBr₂, Na₃PO₄, KClO₃.

Ре­ше­ние: При опре­де­ле­нии сте­пе­ней окис­ле­ния эле­мен­тов поль­зу­ют­ся пра­ви­лом элек­тро­ней­траль­но­сти. За­пи­шем по­сто­ян­ные зна­че­ния сте­пе­ней окис­ле­ния хи­ми­че­ских эле­мен­тов:

По пра­ви­лу элек­тро­ней­траль­но­сти опре­де­лим сте­пе­ни окис­ле­ния осталь­ных эле­мен­тов. Сумма про­из­ве­де­ний сте­пе­ни окис­ле­ния атома каж­до­го эле­мен­та на число таких ато­мов в мо­ле­ку­ле долж­на быть равна нулю:

При­мер 2. Опре­де­ли­те число от­дан­ных или при­ня­тых элек­тро­нов, окис­ли­тель и вос­ста­но­ви­тель, ука­жи­те про­цес­сы окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния в сле­ду­ю­щих схе­мах:

Fe⁰ → Fe⁺²

C⁰ → C^-4

N₂⁰ → 2N^-3

S⁺⁶  → S^-2

Ре­ше­ние: В пер­вой схеме сте­пень окис­ле­ния же­ле­за из­ме­ни­лась с 0 до +2, т.е. по­вы­си­лась. Зна­чит, атом же­ле­за отдал 2 элек­тро­на. Про­цесс от­да­чи элек­тро­нов на­зы­ва­ет­ся окис­ле­ни­ем, а же­ле­зо в дан­ном слу­чае яв­ля­ет­ся вос­ста­но­ви­те­лем:

-  вос­ста­но­ви­тель, окис­ля­ет­ся

Ана­ло­гич­ны рас­суж­де­ния и для осталь­ных схем:

- вос­ста­но­ви­тель, окис­ля­ет­ся

- окис­ли­тель, вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся

- окис­ли­тель, вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся

3. Метод электронного баланса

При­мер 3. Рас­ставь­те ко­эф­фи­ци­ен­ты в урав­не­нии ОВР ме­то­дом элек­трон­но­го ба­лан­са, опре­де­ли­те окис­ли­тель и вос­ста­но­ви­тель, ука­жи­те про­цес­сы окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния:

KClO₃ + S → KCl + SO₂

Ре­ше­ние: Рас­ста­вим сте­пе­ни окис­ле­ния эле­мен­тов и опре­де­лим, какие эле­мен­ты из­ме­ня­ют свои сте­пе­ни окис­ле­ния:

+1+5  -2          0         +1  -1       +4 -2

KClO₃ + S → KCl + SO₂

Хлор и сера ме­ня­ют сте­пе­ни окис­ле­ния в ходе ре­ак­ции. Опре­де­лим число от­дан­ных и при­ня­тых элек­тро­нов для хлора и серы:

Сl⁺⁵ + 6е→ Cl^-1

S⁰  - 4е→ S⁺⁴

Хлор при­ни­ма­ет элек­тро­ны, зна­чит, он окис­ли­тель, сера от­да­ет элек­тро­ны, она вос­ста­но­ви­тель.

Число от­дан­ных и при­ня­тых элек­тро­нов долж­но быть оди­на­ко­вым. Най­дем НОК чисел 6 и 4. Оно равно 12. Раз­де­лим 12 на 6 и на 4, по­лу­чим ко­эф­фи­ци­ен­ты 2 и 3. 

Умно­жим по­лу­ре­ак­ции окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния на ко­эф­фи­ци­ен­ты и пе­ре­не­сем ко­эф­фи­ци­ен­ты в общее урав­не­ние.

По­лу­чи­ли урав­не­ние ре­ак­ции:

2KClO₃ + 3S = 2KCl + 3SO₂