Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются ОКИСЛИТЕЛЯМИ

Окисление и восстановление – взаимосвязанные процессы, протекающие одновременно и поэтому представляют собой две стороны единого процесса окисления-восстановления. При этом число электронов, участвующих в процессах окисления и восстановления должно быть одним и тем же. Именно это условие составляет основу расчёта стехиометрических коэффициентов в уравнении ОВР.

Для правильного написания окислительно-восстановительных реакций необходимо учитывать также силу участвующих в реакции окислителей и восстановителей, которая зависит от положения элементов в периодической системе элементов, степени окисления их атомов, среды и условий, при которых происходит реакция.

Следует отметить, что полный переход электронов от одного элемента к другому возможен только в редких случаях. Как правило, имеет место лишь частичное смещение электронов в большей или меньшей степени, в зависимости от разности электроотрицательностей атомов, что приводит к появлению или изменению заряда элементов, однако истинная величина этих зарядов не соответствует степени окисления и тому числу электронов, которое участвует в полуреакциях окисления-восстановления.

СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА

При составлении уравнений ОВР должны быть учтены следующие положения:

1. Количество атомов любого из элементов в результате реакции не изменяется, поэтому число одноимённых атомов в левой и правой части уравнения должно быть одинаковым.

2. Сумма электронов, отдаваемых всеми восстановителями, равна сумме электронов, принимаемых всеми окислителями.

3. Если в реакции участвуют атомы кислорода, то могут образовываться или расходоваться молекулы H₂O (в кислой среде) или ионы OH^- (в щелочной среде).

ПРИМЕР 1.

Рассмотрим реакцию взаимодействия бихромата калия и сероводорода в кислой среде. В результате реакции изменяется цвет раствора из оранжевого в зелёный, характерный для соединений хрома(III), раствор мутнеет вследствие выпадения в осадок серы. Схема уравнения реакции такова:

K₂Cr₂O₇ + H₂S + H₂SO₄ ® Cr₂(SO₄)₃ + S¯ + K₂SO₄

Так как вода может образовываться или расходоваться в ходе реакций, то её записывают в той или иной части равенства при окончательном подсчёте атомов водорода и кислорода.

Последовательность операций в данном методе такова.

1. Определить степени окисления элементов, найти атомы, которые изменили их.

2. Определить количество электронов, отданных восстановителем, и количество электронов, принятых окислителем, с учётом общего числа атомов, входящих в формулу данного соединения. В данном случае таковыми являются два атома Cr⁺⁶ и атом S^-2.

3. Записать электронные уравнения, определить окислитель и восстановитель для данной реакции:

2Cr⁺⁶ + 6e^- ® 2Cr⁺³ - процесс восстановления

S^-2 – 2e^- ® S⁰ - процесс окисления

K₂Cr₂O₇ – окислитель, H₂S – восстановитель.

4. Определить наименьшее общее число электронов для двух полуреакций по правилам нахождения наименьшего общего кратного. Общее число электронов в данной реакции равно 6.

5. Найти основные коэффициенты перед формулами окислителя и восстановителя в уравнении реакции путём деления наименьшего общего кратного на число отданных и принятых электронов.

2Cr⁺⁶ + 6e^- ® 2Cr⁺³ 1

S^-2 – 2e^- ® S⁰ 3

K₂Cr₂O₇ + 3H₂S + H₂SO₄ ® Cr₂(SO₄)₃ + 3S¯ + K₂SO₄

6. Проверить равенство чисел атомов и ионов в левой и в правой частях уравнения:

K₂Cr₂O₇ + 3H₂S + 4H₂SO₄ ® Cr₂(SO₄)₃ + 3S¯ + K₂SO₄

7. Определить количество молекул образовавшейся воды и дописать в уравнение реакции:

K₂Cr₂O₇ + 3H₂S + 4H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3S¯ + K₂SO₄ + 7H₂O

8. Правильность подобранных стехиометрических коэффициентов следует проконтролировать по равенству числа атомов кислорода в правой и левой частях уравнения реакции.