Окислительно-восстановительные реакции. - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Рубрика: 

4. Общие принципы определения продуктов
окислительно-восстановительной реакции.
Окислители и восстановители
Прежде чем приступить к составлению уравнения ре-
акции, необходимо определить, что в реакции является
окислителем и восстановителем, какова реакция среды и ее
влияние на поведение окислителя, восстановителя и харак-
тер продуктов реакции.
В состав окислителей обычно входят атомы элементов
в высшей степени окисления или в одной из наиболее высо-
ких степеней окисления. Так, например, в кислотах
HMn
+7
O
4
, H
2
Cr
2
+6
O
7
, H
2
S
+6
O
4
, HN
+5
O
3
или их солях соответ-
ствующий центральный атом находится в своей высшей
степени окисления, а в HCl
+5
O
3
(или ее солях) – в наиболее
близкой к высшей степени окисления.
В состав восстановителей входят атомы элементов в
низшей или в одной из наиболее низких степеней окисле-
ния. Например, в сероводороде H
2
S сера находится в своей
низшей степени окисления (-2), а в хлорноватистой кислоте
HСlO хлор (+1) имеет одну из наиболее близких к низшей
степени окисления, которая для него равна –1.
Таким образом, соединения, соответствующие край-
ней степени окисления элемента ведут себя однозначно: они
либо только восстановители, либо только окислители.
Если же соединение содержит атомы элемента в про-
межуточной степени окисления, то оно может вести себя
двояко, то есть проявлять окислительно-восстано-
вительную двойственность. Его поведение будет опреде-
ляться характером партнера, условиями и реакцией среды.
Так, концентрированная серная кислота, содержащая серу в
высшей степени окисления (+6) является только окислите-
лем, а сероводородная, содержащая серу в низшей степени
окисления (-2), является только восстановителем. Соедине-
ния, в которых сера имеет промежуточную степень окисле-
ния - S
0
, S
+4
O
2
– могут выступать как в качестве окислите-
лей, так и в качестве восстановителей.
Совокупность таких соотношений для некоторых эле-
ментов приведена в табл. 1, к которой необходимо сделать
следующие примечания:
1) для соединений, включающих элементы в проме-
жуточных степенях окисления и способных, следовательно,
проявлять окислительно-восстановительную двойствен-
ность, обычно более выражено одно из этих свойств. На-
пример, производные S
+4
, Fe
+2
, Sn
+2
, Cu
+
, H
2
– характерные
восстановители, а S
0
, Cl
2
, Br
2
, H
2
O
2
– более выраженные
окислители;
2) при характеристике окислительно-восстанови-
тельных свойств вещества в ряде случаев необходимо учи-
тывать свойства всех атомов соединения в данных услови-
ях. Так, HI – характерный восстановитель за счет йода, ко-
торый имеет свою низшую степень окисления (-1); однако
может проявлять и окислительные свойства за счет иона Н
+
,
как например в реакции: Zn + 2HI = ZnI
2
+ H
2
;
3) окислитель изменяет степень окисления слева на-
право (→), а восстановитель, наоборот, справа налево (←).
Переходя к оценке роли среды, следует указать, что,
например, действие KMnO
4
в качестве окислителя очень
четко зависит от среды:
KMnO
4
K
2
MnO
4
MnO
2
Mn
2+
в сильнощел, + ē
в нейтр. или слабощел., +3 ē
в кислой среде, +5 ē
В свою очередь, MnSO
4
образует продукты окисления
в зависимости от среды по схеме:
MnSO
4
MnO
2
MnO
4
2-
MnO
4
-
в нейтр. среде, - 2 ē
в сильнощелочной среде, - 4 ē
в кислой среде, - 5 ē
Отсюда следует, что: 
         4. Общие принципы определения продуктов             ния - S0, S+4O2 – могут выступать как в качестве окислите-
           окислительно-восстановительной реакции.           лей, так и в качестве восстановителей.
                 Окислители и восстановители                       Совокупность таких соотношений для некоторых эле-
      Прежде чем приступить к составлению уравнения ре-      ментов приведена в табл. 1, к которой необходимо сделать
акции, необходимо определить, что в реакции является         следующие примечания:
окислителем и восстановителем, какова реакция среды и ее           1) для соединений, включающих элементы в проме-
влияние на поведение окислителя, восстановителя и харак-     жуточных степенях окисления и способных, следовательно,
тер продуктов реакции.                                       проявлять окислительно-восстановительную двойствен-
      В состав окислителей обычно входят атомы элементов     ность, обычно более выражено одно из этих свойств. На-
в высшей степени окисления или в одной из наиболее высо-     пример, производные S+4, Fe+2, Sn+2, Cu+, H2 – характерные
ких степеней окисления. Так, например, в кислотах            восстановители, а S0, Cl2, Br2, H2O2 – более выраженные
HMn+7O4, H2Cr2+6O7, H2S+6O4, HN+5O3 или их солях соответ-    окислители;
ствующий центральный атом находится в своей высшей                 2) при характеристике окислительно-восстанови-
степени окисления, а в HCl+5O3 (или ее солях) – в наиболее   тельных свойств вещества в ряде случаев необходимо учи-
близкой к высшей степени окисления.                          тывать свойства всех атомов соединения в данных услови-
      В состав восстановителей входят атомы элементов в      ях. Так, HI – характерный восстановитель за счет йода, ко-
низшей или в одной из наиболее низких степеней окисле-       торый имеет свою низшую степень окисления (-1); однако
ния. Например, в сероводороде H2S сера находится в своей     может проявлять и окислительные свойства за счет иона Н+,
низшей степени окисления (-2), а в хлорноватистой кислоте    как например в реакции: Zn + 2HI = ZnI2 + H2;
HСlO хлор (+1) имеет одну из наиболее близких к низшей             3) окислитель изменяет степень окисления слева на-
степени окисления, которая для него равна –1.                право (→), а восстановитель, наоборот, справа налево (←).
      Таким образом, соединения, соответствующие край-             Переходя к оценке роли среды, следует указать, что,
ней степени окисления элемента ведут себя однозначно: они    например, действие KMnO4 в качестве окислителя очень
либо только восстановители, либо только окислители.          четко зависит от среды:
      Если же соединение содержит атомы элемента в про-            KMnO4               K2MnO4       MnO2     Mn2+
межуточной степени окисления, то оно может вести себя                    в сильнощел, + ē
                                                                       в нейтр. или слабощел., +3 ē
двояко, то есть проявлять окислительно-восстано-                         в кислой среде, +5 ē
вительную двойственность. Его поведение будет опреде-              В свою очередь, MnSO4 образует продукты окисления
ляться характером партнера, условиями и реакцией среды.      в зависимости от среды по схеме:
Так, концентрированная серная кислота, содержащая серу в           MnSO4                   MnO2      MnO42- MnO4-
высшей степени окисления (+6) является только окислите-                     в нейтр. среде, - 2 ē
лем, а сероводородная, содержащая серу в низшей степени                    в сильнощелочной среде, - 4 ē
                                                                           в кислой среде, - 5 ē
окисления (-2), является только восстановителем. Соедине-
ния, в которых сера имеет промежуточную степень окисле-           Отсюда следует, что:

Страницы