Окислители и восстановители

Окисление — это проц отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. Если атом отдает свои электроны, то он приобретает положительный заряд:

Если отрицательно заряженный ион (заряд -1), например Сl^- , отдает 1 электрон, то он становится нейтральным атомом:

Если полож заряженный ион или атом отдает электроны, то величина его положит заряда увеличив соответственно числу отданных электронов:

Восстановление — это проц присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.Если атом присоединяет электроны, то он превращ в отрицательно заряженный ион:

Если полож заряж ион принимает электроны, то велич его заряда уменьш:

или он может перейти в нейтрал атом:

Окислителем является атом, молекула или ион, принимающий электроны. Восстановителем является атом, молекула или ион, отдающий электроны.

Типы окислит-восстанов реакций

Окисл-восстанреакции можно разделить на три типа: межмолекулярные, внутримолекулярные и реакции диспропорционирования (самоокисления - самовосстановления).

Межмолекулярными наз окисл-восстан реакции, в рез кот изменстепень окисления атомов в разных веществах. Так обр, в роли окислителя и восстановителя в этом случае выступают разные вещества. Например:2Ca + O₂ = 2CaOТакие окисл-восстано реакции встречаются чаще всего.

Внутримолекулярными наз окисл-восстан реак, в результате котменяется степень окисления разных атомов в одном и том же в-ве. В этом случае в роли окислителя и восстановителя выст разные атомы в одном и том же соединении. Например:2KClO₃ = 2KCl + 3O₂

Здесь хлор восстанавливается, а кислород окисляется.

Реакциями диспропорционирования (дисмутации) наз окисл-восстан реакции, в ходе кот одновременно понижается и повыш степень окисления одного и того же элемента. В таких реакциях в роли окисл-ля и восст-ля выступают атомы одного и того же элемента. Например:4KClO₃ = KCl + 3KClO₄

Окислит-восстан потенциалы

Окисл-восстановпотенциалы определяют возможность и направленность протекания окисл-восстан реакций.

1. Пластинка активного металла

Поскольку металл активен, катионы из пластинки переходят в раствор.

Чем активнее металл, тем разность потенциалов выше.       

Активный         малоактивный

Е<0                             Е>0.

Представим себе металлич пластинку, погруженную в воду. Под действием полярных молекул воды ионы металла отрываются от поверх пластинки и гидратированными переходят в жидкую фазу. Последняя при этом заряжается полож, а на металлической пластинке появляется избыток электронов. Чем дальше протекает процесс, тем больше становится заряд, как пластинки, так и жидкой фазы.

Наконец, наступает момент, когда между раствором и металлич пластинкой устанавл равновесие, которое можно выраз уравн:

или с учетом гидратации ионов в растворе:

При погружении металла в раствор на границе раздела фаз образ двойной электрический слой. Разность потенциалов, возник между металлом и окружего жидкой фазой, наз электродным потенциалом.Этот потенциал явл характерист окисл-восстан способности металла в виде твердой фазы.У изолированного металлич атома (состояние одноатомного пара, возникающее при выс темпер и высоких степенях разрежения) окислит-восстан с-ва характериздругой величиной, назионизационным потенциалом. Ионизационный потенциал — это энергия, необходимая для отрыва электрона от изолированного атома.

Стандартный водородный электрод состоит из специально приготовленной платиновой пластинки, погруженной в раствор кислоты с концентрацией ионов водорода 1 моль/л и омываемой струёй газообразного водорода под давлением 10⁵ Па, при температуре 25 °С.Ряд напряжений характеризует хим свойства металлов:1. Чем более отрицателен электродный потенциал металла, тем больше его восстановительная способность.2. Каждый металл способен вытеснять (восстанавливать) из растворов солей те металлы, кот стоят в электрохимическом ряду напряжений металлов после него.3. Все металлы, имеющие отриц стандартный электродный потенциал, т. е. находящиеся в электрохимическом ряду напряжметаллов левее водорода, способны вытеснять его из растворов кислот.

Алгебраич значение стандартного окисл-восстан потенциала характеризует окислительную активнсоответствующей окисленной формы. Поэтому сопоставление значений стандартных окисл-восстан потенциалов позволяет ответить на вопрос: протекает ли та или иная окислительно-восстановительная реакция?

Количественным критерием оценки возможности протекания той или иной окисл-восстан реакции является полож значение разности стандартных окисл-восстанх потенциалов полуреакций окисления и восстановления.