Памятка для учителя Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции (памятка для учителей).

1. Степень окисления элемента - это условный заряд, который приобрел бы атом в соединении, если бы полностью отдал свои электроны или полностью присоединил чужие.

Элементы с постоянными степенями окисления:

1) элементы в соединениях с положительными степенями окисления (металлы):

+1 +1 +1 +1 +1 +1

- элементы І группы - Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

+2 +2 +2 +2 +2 +2 +2

- элементы ІІ группы - Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn

+3

- элемент ІІІ группы - Al

2) элементы в простых веществах с постоянной степенью окисления 0:

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Na, Ca, Al, Fe, H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂, J₂

3) элемент в соединениях с отрицательной степенью окисления (неметалл):

-1

- фтор F

Остальные элементы имеют переменные степени окисления.

Атомы водорода проявляют степени окисления +1 в соединениях с неметаллами (основания, кислоты, органические вещества) и -1 в гидридах металлов (NaH, CaH₂, AlH₃).

Атомы кислорода проявляют степени окисления -2 в соединениях с неметаллами (оксиды, основания, кислоты, соли), -1 в пероксидах (H₂O₂, Na₂O₂, K₂O₂) и только в одном соединении +2 (OF₂).

В целом молекула электронейтральна, поэтому алгебраическая сумма степеней окисления равна нулю.

2. Изменение степеней окисления, восстановители и окислители.

Восстановители - атомы, молекулы или ионы, которые отдают электроны.

0 +n 0 +1 0 +5 -3 +5

Э - nё = Э H₂ - 2ё = 2Н N₂ - 10ё = 2N N - 8ё = N

Только восстановителем может быть элемент, находящийся в своей низшей степени окисления -3, -2 или -1(он способен только отдавать электроны).

Окислители - атомы, молекулы или ионы, которые принимают электроны.

0 -n 0 -3 0 -2 0 -1

Э + nё = Э N₂ + 6ё = 2N O₂ + 4ё = 2O F₂ + 2ё = 2F

0 -1 0 -1 0 -1 +5 0

Сl₂ + 2ё = 2Cl Br₂ + 2ё = 2Br J₂ + 2ё = 2J 2N + 10ё = N₂

+6 0 +5 -3 +6 -2

S + 6ё = S N + 8ё = N S + 8ё = S

Только окислителем может быть элемент, находящийся в своей высшей степени окисления +7, +6, +5 или +4 (он способен только принимать электроны).

Окислители- восстановители - атомы, молекулы или ионы, которые в зависимости от условий реакции либо отдают свои, либо принимают чужие электроны. Элементы в промежуточных положительных степенях окисления N (+3), S (+4), Cl (+1, +3, +5), попадая в среду с сильным окислителем, ведут себя как восстановители. А в восстановительной среде они ведут себя как окислители.

3. Окислительно-восстановительные реакции.

1 уравнение ОВР.

0 +3 -1 +2 -1 0

3Mg + 2FeCl₃ = 3MgCl₂ + 2Fe

0 +2

2ё

3ё

6ё

Mg - 2ё = Mg 3 восстановитель (реакция окисления)

+3 0

Fe + 3ё = Fe 2 окислитель (реакция восстановления)

- Расставляем коэффициенты в уравнение ОВР, уравниваем количество атомов до и после реакции, получаем уравнение ОВР.

- Указываем восстановитель и окислитель, процессы (реакции) окисления и восстановления.

2 уравнение ОВР* (можно потренировать реакции с образованием различных продуктов). Активные металлы Mg, Ca, Zn, Al с азотной кислотой в зависимости от концентрации кислоты (от 80% до 2%) образуют соответствующую соль, вещество (NO₂, N₂O₃, NO, N₂O, N₂, NH₃ или NH₄NO₃) и воду.

0 +5 +2 0

5Mg + 12HNO₃ = 5Mg(NO₃)₂ + N₂ + 6H₂O

0 +2

2ё

10ё

10ё

Mg - 2ё = Mg 5 восстановитель (реакция окисления)

+5 0

2N + 10ё = N₂ 2 окислитель (реакция восстановления)

3 уравнение ОВР. Перманганат калия KMnO₄ является очень сильным и наиболее часто используемым окислителем. Состав продуктов реакции зависит от среды:

а) в кислой среде атом марганца восстанавливается до Mn (II),

б) в щелочной среде атом марганца восстанавливается до манганата калия K₂MnO₄,

в) в нейтральной или слабощелочной среде он восстанавливается до оксида марганца (IV) MnO₂ .

+7 +2 +4

2KMnO₄ + 3MnSO₄ + 2H₂O = 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

+7 +4

3ё

2ё

6ё

Mn + 3ё = Mn 2 окислитель (реакция восстановления)

+2 +4

Mn + 2ё = Mn 3 восстановитель (реакция окисления)

4 уравнение ОВР. Задание с Крымского республиканского тура олимпиады 2014 года для 9-х классов.

+7 -1 +2 0

2KMnO₄ + 16HCl = 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂ + 8H₂O

+7 +2

5ё

2ё

10ё

Mn + 5ё = Mn 2 окислитель (реакция восстановления)

-1 0

2Cl - 2ё = Cl₂ 5 восстановитель (реакция окисления)

5 уравнение ОВР. Пероксиды в присутствии сильных окислителей проявляют восстановительные свойства.

+7 -1 +2 0

2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5O₂ + 8H₂O

+7 +2

5ё

2ё

10ё

Mn + 5ё = Mn 2 окислитель (реакция восстановления)

-1 0

2O - 2ё = O₂ 5 восстановитель (реакция окисления)

6 уравнение ОВР. Составление уравнения реакции, если в реакции принимает участие 2 окислителя или восстановителя.

+2 -1 0 +3 -2 +4 -2

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

-1 +4

10ё

1ё

4ё

44ё

2S - 10ё = 2S 4 восстановитель (реакция окисления)

+2 +3

Fe - 1ё = Fe 4 восстановитель (реакция окисления)

0 -2

O₂ + 4ё = 2O 11 окислитель (реакция восстановления)

7 уравнение ОВР. Задание с Крымского республиканского тура олимпиады 2014 года для 9-х классов. Составление уравнения реакции, если в реакции принимает участие 2 окислителя или восстановителя.

+2 -2 +5 +3 +2 +6

3CuFeS₂ + 32HNO₃ = 3Fe(NO₃)₃ + 3Cu(NO₃)₂ + 17NO + 6H₂SO₄ + 10H₂O

-2 +6

16ё

1ё

3ё

51ё

2S - 16ё = 2S 3 восстановитель (реакция окисления)

+2 +3

Fe - 1ё = Fe 3 восстановитель (реакция окисления)

+5 +2

N + 3ё = N 17 окислитель (реакция восстановления)