Какая из следующих реакций является окислительно-восстановительной?

NaOH + HCl rightarrow NaCl + H_2O

AgNO_3 + NaCl rightarrow AgCl + NaNO_3

egc-2.3· Глава 2: Химические реакции· ~14 мин

Окислительно-восстановительные реакции

Степень окисления, окислитель и восстановитель, электронный баланс, электролиз и ряд активности металлов.

В окислительно-восстановительных (ОВ) реакциях степень окисления атомов изменяется: при окислении атом отдаёт электроны (степень окисления возрастает), при восстановлении — принимает электроны (степень окисления уменьшается). Вещество, отдающее электроны, является восстановителем, а вещество, принимающее электроны, — окислителем. В методе электронного баланса уравниваются числа отданных и принятых электронов, после чего находятся коэффициенты. Пример: в реакции $2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$ атом $Na^0 \rightarrow Na^{+1}$ (отдаёт $1 e^-$ , восстановитель), $Cl^0 \rightarrow Cl^{-1}$ (принимает $1 e^-$ , окислитель).

Ключевые термины

Степень окисления — Условный заряд атома в соединении; в простом веществе равен

0

, в ионе — заряду иона.

Окисление — Отдача атомом электронов; при этом степень окисления возрастает. Вещество, отдающее электроны, называется восстановителем.

Восстановление — Приём атомом электронов; при этом степень окисления уменьшается. Вещество, принимающее электроны, называется окислителем.

Восстановитель — Вещество, отдающее электроны в ходе реакции и само окисляющееся. Пример: в

2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl

—

Na^0 \rightarrow Na^{+1}

Окислитель — Вещество, принимающее электроны в ходе реакции и само восстанавливающееся. Пример: в

2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl

—

Cl^0 \rightarrow Cl^{-1}

Электронный баланс — Метод нахождения коэффициентов в уравнении ОВ-реакции путём уравнивания числа отданных и принятых электронов.

Основные правила определения степени окисления

Элемент	Обычная степень	Исключение
Простое вещество ( $Cl_2$ , $O_2$ )	$0$	нет
Водород	$+1$	в гидридах $-1$ ( $NaH$ )
Кислород	$-2$	в пероксидах $-1$ ( $H_2O_2$ ), в $OF_2$ $+2$
Сумма по соединению	$0$	в ионе = заряду иона

Алгебраическая сумма степеней окисления в соединении равна нулю.

Сравнение окисления и восстановления

Признак	Окисление	Восстановление
Электроны	отдаёт	принимает
Степень окисления	возрастает	уменьшается
Роль вещества	восстановитель	окислитель
Пример ( $Zn + 2HCl$ )	$Zn^0 \rightarrow Zn^{+2}$	$H^{+1} \rightarrow H_2^0$

Восстановитель сам окисляется, окислитель сам восстанавливается.

✎Нахождение степени окисления Mn в

KMnO_4

1Известные степени окисления: $K = +1$ , $O = -2$ (4 атома O $\rightarrow$ $4 \cdot (-2) = -8$ ).
2Приравниваем сумму к нулю: $(+1) + Mn + (-8) = 0$ .
3Находим Mn: $Mn = +8 - 1 = +7$ .
4Результат: Степень окисления марганца в $KMnO_4$ равна $+7$ .

✎Расстановка коэффициентов в уравнении

NH_3 + O_2 \rightarrow NO + H_2O

методом электронного баланса

1Записываем степени окисления: $N: -3 \rightarrow +2$ (отдаёт $5e^-$ ), $O: 0 \rightarrow -2$ (принимает $2e^-$ ).
2Уравниваем электроны: $N \cdot 5$ и $O \cdot \ldots$ $\rightarrow$ НОК 20: 4 атома N, 5 молекул $O_2$ .
3Расставляем коэффициенты: $4NH_3 + 5O_2 \rightarrow 4NO + 6H_2O$ .
4Результат: Коэффициент перед $O_2$ равен 5.

🚫Частая ошибка

Написать $+4$ для S в $Na_2SO_4$ — ошибка: $+4$ бывает только в $SO_2$ . Здесь 4 атома кислорода, и баланс даёт $S = +6$ .

⚠️Внимание

Не забывайте заряд иона $-1$ у $MnO_4^-$ : сумма равна не нулю, а $-1$ , поэтому $Mn = +7$ (а в $MnO_4^{2-}$ — $+6$ ).

⚠️Внимание

В электронном балансе суммарное число отданных электронов должно быть равно суммарному числу принятых; без этого коэффициенты окажутся неверными.

💡Заметка

Металл, стоящий левее в ряду активности, является более сильным восстановителем и вытесняет из раствора соли металл, стоящий правее (Ag не может вытеснить Cu).

💡Заметка

Переход в сторону отрицательных значений (напр., $N: 0 \rightarrow -3$ ) означает приём электронов, то есть восстановление; переход в сторону положительных значений — окисление.

Правила

1Степень окисления атома в простом веществе равна $0$ ; в ионе — равна заряду иона.
2Водород обычно $+1$ (в гидридах $-1$ ), кислород обычно $-2$ (в пероксидах $-1$ , в $OF_2$ $+2$ ); алгебраическая сумма степеней окисления в соединении равна нулю.
3Окисление = отдача электронов (степень окисления возрастает) → восстановитель; восстановление = приём электронов (степень окисления уменьшается) → окислитель.
4В электронном балансе суммарное число отданных электронов должно быть равно суммарному числу принятых электронов.
5Чем левее металл стоит в ряду активности, тем он является более сильным восстановителем и вытесняет из раствора соли металл, стоящий правее.

Тренировка

15 лёгких · 15 средних · 15 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов

Лёгкий Средний Сложный Микс