Окисление-восстановление это:

Окисление-восстановление
        окислительно-восстановительные реакции, химические реакции, сопровождающиеся изменением окислительных чисел (См. Окислительное число) атомов. Первоначально (со времени введения в химию кислородной теории горения А. Лавуазье, конец 18 в.) окислением назывались только реакции соединения с кислородом, восстановлением — отнятие кислорода. С введением в химию электронных представлений (1920—30) оказалось возможным широко обобщить понятие О.-в. и распространить его на реакции, в которых кислород не участвует. Согласно электронной теории, окислением называется отдача электронов атомом, молекулой или ионом: Zn – 2e̅ = Zn2+.
         Восстановлением называется присоединение электронов атомом, молекулой или ионом: Cl2 + 2e̅ = 2Cl.
         Окислителями называется нейтральный атом, молекула или ион, принимающие электроны (во втором примере молекула хлора Cl2), восстановителями — нейтральный атом, молекула или ион, отдающие электроны (в первом примере — атом Zn). Окисление и восстановление — взаимосвязанные процессы, которые всегда протекают одновременно. Когда одно вещество окисляется, то другое восстанавливается, и наоборот. Так, приведённые выше частные реакции окисления и восстановления составляют единый процесс О.-в.: Zn + Cl2 = ZnCl2.
         Здесь Zn окисляется до Zn2+, а Cl2 восстанавливается до 2Cl.
         В химии окислительно-восстановительные реакции принадлежат к числу наиболее распространённых. Например, на них, как правило, основано получение простых веществ (металлов и неметаллов)
         CuO + H2 =Cu + H2O,
         2КВг + Cl2 = Br2 + 2KCl.
         В основе технического производства таких важнейших химических продуктов, как Аммиак, Азотная кислота, Серная кислота, процессов сжигания топлива и горения также лежат реакции О.-в. В гальванических элементах (см. Химические источники тока) возникновение электродвижущей силы обусловлено протеканием реакции О.-в. При проведении Электролиза на аноде происходит электрохимическое окисление, на катоде — электрохимическое восстановление. Например, при производстве хлора электролизом раствора NaCl на аноде идёт реакция Cl – 1e̅ = 1/2Cl2 (окисление аниона Cl), на катоде Н+ + 1e̅ =1/2Н2 (восстановление катиона Н+). Коррозия металлов также связана с реакциями О.-в. и заключается в окислении металлов.
         Дыхание, усвоение растениями углекислого газа с выделением кислорода (см. Фотосинтез), обмен веществ и др. биологически важные явления представляют собой реакции О.-в. (см. Окисление биологическое).
         При составлении уравнений реакций О.-в. основная трудность заключается в подборе коэффициентов, особенно для реакций с участием соединений, в которых химическая связь носит не ионный, а ковалентный характер. В этом случае полезны понятия электроотрицательности и окислительного числа (степени окисления). Электроотрицательность — способность атома в молекуле притягивать и удерживать около себя электроны. Степень окисления — такой заряд, который возник бы на атоме в молекуле, если бы каждая пара электронов, связывающая его с др. атомами, была полностью смещена к более электроотрицательному атому (см. Валентность). Нахождение степени окисления атома в молекуле основано на том, что молекула в целом должна быть электрически нейтральной. При этом учитывается, что степень окисления атомов некоторых элементов в соединениях всегда постоянна (щелочные металлы +1, щёлочноземельные металлы и цинк +2, алюминий +3, кислород, кроме перекисей, –2 и т.д.). Степень окисления атома в простых веществах равна нулю, а одноатомного иона в ионном соединении равна заряду этого иона. Например, рассчитаем степень окисления атома Cr в соединении K2Cr2O7. Пользуясь постоянными значениями степеней окисления для К и О, имеем 2·(+1) + 7·(–2) = –12. Следовательно, степень окисления одного атома Cr (чтобы сохранить электронейтральность молекулы) равна +6. На основе введённых понятий можно дать другое определение О.-в.: окислением называется увеличение степени окисления, восстановлением называется понижение степени окисления.
         Восстановителями являются почти все металлы в свободном состоянии, отрицательно заряженные ионы неметаллов (S2– – 2e̅ = S°), положительно заряженные ионы металлов в низшей степени окисления (
         ZnO + С = Zn + СО, FeO +СО = Fe + СО2.
         сульфит натрия Na2SO3 и гидросульфит натрия NaHSO3 — в фотографии и красильном деле, металлический натрий и свободный водород — для получения чистых металлов
         TiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCI,
         GeO2 +2Н2 = Ge + 2H2O.
         Окислителями могут быть нейтральные атомы неметаллов (в особенности галогенов и кислорода), положительно заряженные ионы металлов в высшей степени окисления (Sn4+ + 2e̅ = Sn2+), сложные ионы и молекулы, содержащие атомы элементов в более высокой степени окисления (
         Для подбора коэффициентов в уравнениях реакций О.-в. служит общее правило: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, принятых окислителем. Применяют обычно два метода подбора коэффициентов: метод электронного баланса и электронно-ионный метод.
         В методе электронного баланса подсчёт числа принятых и отданных электронов производят на основании значений степеней окисления элементов до и после реакции. Например,
        
         Таким образом,
         В соответствии с приведённым выше правилом числа отданных и принятых электронов уравнивают. Полученные величины подставляют в исходное уравнение:
         В соответствии с приведённым выше правилом числа отданных и принятых электронов уравнивают. Полученные величины подставляют в исходное уравнение:
         2KClO3 = 2KCl + 3O2.
         В электронно-ионном методе схему реакции записывают в соответствии с общими правилами составления ионных реакций, т. е. сильные электролиты записывают в виде ионов, а неэлектролиты, слабые электролиты, газы и осадки — в виде молекул. Не изменяющиеся в результате реакции ионы в такую схему не входят. Например,
         KMnO4 + KI + H2SO4 → K2SO4 + I2+ MnSO4 + H2O,
         в ионном виде:
         Рассчитав степени окисления, определяют окислитель и восстановитель и составляют частные реакции окисления и восстановления:
         Рассчитав степени окисления, определяют окислитель и восстановитель и составляют частные реакции окисления и восстановления:
         2I – 2e̅ = I2,
        
         Во втором уравнении, перед тем как записать переход электронов, необходимо составить «материальный» баланс, т.к. в левой части уравнения есть атомы О, а в правой их нет. Избыточные атомы О связываются в молекулы воды ионами Н+, присутствующими в сфере реакции (кислая среда):
         Далее, как и в первом методе, находят коэффициенты-множители к частным уравнениям для достижения электронного баланса (в приведённом примере 5 и 2 соответственно). Окончательное уравнение имеет вид:
         Далее, как и в первом методе, находят коэффициенты-множители к частным уравнениям для достижения электронного баланса (в приведённом примере 5 и 2 соответственно). Окончательное уравнение имеет вид:
        
         Полученные коэффициенты подставляют в исходное уравнение:
         2KMnO4 + 10KI + 8H2SO4 = 6K2SO4 + 5I2 + 2MnSO4 + 8H2O.
         Аналогично составляют и уравнения реакций О.-в. в щелочной среде (вместо ионов Н+ в частных уравнениях фигурируют ионы OH). Т. о., в уравнивании реакций по второму методу учитывают характер реакционной среды (кислая или щелочная либо нейтральная), которая сильно влияет и на направление реакции О.-в. и на продукты, получаемые в результате реакции. Например, равновесие окислительно-восстановительной реакции 2+, в щелочной среде — до иона Окисление металлов, Восстановление металлов.
        
         Лит.: Кудрявцев А. А., Составление химических уравнений, М., 1968; Химия. Курс для средней школы, пер. с англ., 2 изд., М., 1972, гл. 12; Химия. Пособие для преподавателей средней школы, пер. с англ., ч. 1, М., 1973, гл. 12.
         В. К. Бельский.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Окисление-восстановление" в других словарях:

  • Окисление - восстановление — Окисление восстановление, окислительно восстановительные реакции, химические реакции, сопровождающиеся изменением окислительных чисел атомов. Первоначально (со времени введения в химию кислородной теории горения А. Лавуазье, конец 18 в.)… …   Большая советская энциклопедия

  • ОКИСЛЕНИЕ-ВОССТАНОВЛЕНИЕ — (редокс), химическая реакция, включающая одновременно ОКИСЛЕНИЕ (потерю атомом или молекулой одного или более электронов) и ВОССТАНОВЛЕНИЕ (приобретение этих электронов другим атомом или молекулой). В целом окисление и восстановление происходят… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • окисление-восстановление — Химические реакции, сопровождающиеся изменением окислительных чисел атомов. Согласно кислородной теории горения А. Лавуазье (кон. XVIII в.) окислением называются только реакции соединения с кислородом, восстановлением — отнятие кислорода. С …   Справочник технического переводчика

  • ОКИСЛЕНИЕ — ВОССТАНОВЛЕНИЕ — обширная гр. хим. реакций, в основе которых лежит частичное или полное перемещение электронов от одних атомов к др. Окисление хим. реакция, сопровождающаяся отдачей электронов атомом или гр. атомов и повышением их валентности; восстановление… …   Геологическая энциклопедия

  • окисление-восстановление — окисление восстановление, окисления восстановления …   Орфографический словарь-справочник

  • окисление-восстановление — [redox] химические реакции, сопровождаемые изменением окислительных чисел атомов. Согласно кислородной теории горения А. Лавуазье (кон. XVIII в.) окисление называл только реакции соединения с кислородом, восстановлением отнятие кислорода. С… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • окисление-восстановление — окисл ение восстановл ение, окисл ения восстановл ения …   Русский орфографический словарь

  • окисление-восстановление — ортохроматическая цветочувствительность …   Cловарь химических синонимов I

  • ОКИСЛЕНИЕ — ОКИСЛЕНИЕ, химическая реакция присоединения кислорода или отнятия водорода. Для ионных процессов общепринята более расширенная формулировка: О. есть увеличение положительной валентности (заряда> или уменьшение отрицательной валентности… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ВОССТАНОВЛЕНИЕ — см. Окисление восстановление. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 …   Геологическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Окисление-восстановление» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»