СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ. МЕТОД ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА.

Немного терминов:

Окислительно-восстановительная реакция — реакция, протекающая с изменением степени окисления.

Окисление — процесс отдачи электронов.

Восстановление — процесс присоединения электронов.

Восстановитель - вещество ,которое отдает электроны

Окислитель - вещество, которое принимает электроны.

А теперь обо всем по порядку.

Начнем мы с понятия степень окисления и разберёмся какие степени окисления бывают.

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ

это условный заряд на атоме в молекуле, который вычислен из предположения, что все связи имеют ионный характер.

Она может быть как положительная, так и отрицательная. Постоянная и переменная, а так же нулевая.

Постоянная степень характерна для металлов 1-3 группы главной подгруппы и равна номеру группы в которой стоит. Переменная степень характерна для всех остальных элементов. Может быть высшая, низшая и промежуточная.

На примере серы:

Так же есть и исключения, которые обязательно нужно запомнить:

Так у фтора степень окисления -1,всегда. У кислорода -2,но в пероксидах -1, а в молекуле фторида кислорода +2. У водорода степень +1,кроме гидридов(в гидридах степень -1)

УЧИМСЯ РАССТАВЛЯТЬ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ

Металлы во всех сложных соединениях имеют только положительные степени окисления.

Калия и серебро стоят в первой группе-ст.окисления =1. Кальций стоит во второй группе-степень окисления=2

Неметаллы могут иметь как положительные, так и отрицательные степени окисления.

В молекулах простых веществ степень окисления элементов равна нулю.

В сложных веществах алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в нейтральном соединении равна нулю.

А в ионе — заряду иона.

РАССМОТРИМ НЕСКОЛЬКО ПРИМЕРОВ:

1. Сульфат бария

Сначала расставляем постоянные степени окисления.

Барий стоит во второй группе, степень равна 2. Кислород имеет степень -2,кроме исключений.

Серу обозначаем "х".

Сумма всех степеней окисления должна быть равна нулю.
Составлением уравнение:

При составлении уравнения не забываем учитывать индексы. Например, у кислорода степень окисления -2, но индекс кислорода 4. Перемножаем 2 и 4.

В таком случае, степень окисления серы: +6.

2. Гидрокарбонат натрия

Будем искать углерод, пометим его "Х"

Таким образом степень окисления углерода: +4.

3. Дихромат калия

Расставим степени окисления калия и кислорода.

Хром обозначим Х. Составим уравнение.

Таким образом степень окисления хрома:+6

МЕТОД ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА

Рассмотри метод электронного баланса на примере взаимодействия оксида меди с аммиаком.

CuO + NH₃= N₂+Cu +H₂O

При решении будем придерживаться следующего алгоритма:

1. Расставляем степени окисления:

2. Находим вещества, которые изменили свою степень окисления:

Степени окисления изменили азот и медь.

2N⁻³----> N₂⁰

Cu⁺²--->Cu⁰

Если у нас в уравнении есть вещество с индексом( в нашем случае это азот), в баланс его переписываем с индексом и уравниваем.

3. Составляем баланс:

Но сначала попробуем разобраться как определить окислителя и восстановителя

Если степень окисления у вещества понижается, то вещество является окислителем,т.к. он принимает электроны и в таком случае в балансе ставим знак «+» Если степень окисления у вещества повышается, то вещество является восстановителем,т.к. он отдает электроны и в таком случае в балансе ставим знак «-»

Азот восстановитель, отдаёт электроны,знак «-»

Медь окислитель, принимает электроны,знак «+»

Теперь записываем кто сколько отдал/принял электронов.

Атом азота отдает 6 электронов

Медь принимает 2 электрона

Получаем баланс, коэффициенты выносим крест на крест.

При возможности сократить, сокращаем.

3. Расставляем коэффициенты и уравниваем:

Полученный коэффициент 3 ставим перед оксидом меди (CuO) и перед медью (Сu)

3CuO + NH₃= N₂+3Cu +H₂O

Меди слева и справа по три.

Начинаем уравнивать азот:

В левой части уравнения азотов =1 , в правой части азотов =2.

Ставим перед аммиаком (NH₃) коэффициент 2.

3CuO + 2NH₃= N₂+3Cu +H₂O

Азотов в обеих сторонах уравнения по 2.

Переходим к водороду:

Слева водородов -6,справа 2.

Ставим перед водой коэффициент 3 (6:2)

3CuO + 2NH₃= N₂+3Cu +3H₂O

Водороды уравнены

Переходим к заключительному этапу, уравниваем кислород:

Кислороды уравнены.

3CuO + 2NH₃= N₂+3Cu +3H₂O

Все коэффициенты сошлись, значит мы все сделали правильно.

В единой записи выглядит все следующим образом.

И для закрепления возьмём еще один пример:

Взаимодействие пероксида бария с сульфатом марганца в щелочной среде.

BaO₂+ MnSO₄+ NaOH= Na₂MnO₄+ BaSO₄+ Ba(OH)₂

1. Расставляем степени окисления

2. Находим вещества, которые изменили свою степень окисления:

Степени окисления изменились у кислорода и марганца:

O₂⁻¹----> O⁻²

Mn⁺²--->Mn⁺⁶

3. Составляем баланс:

Поставим коэффициент перед кислородом справа, так как слева два кислорода

Степень окисления понижается, следовательно кислород окислитель, ставим знак «+».

Кислород принимает два электрона, отражаем это в записи:

Марганец будет восстановителем, т.к. степень окисления повышается (ставим знак «-»). Отдает он 4 электрона:

Записываем электронный баланс:

Коэффициенты выносим крест на крест

Сокращаем

4. Расставляем коэффициенты и уравниваем:

Перед пероксидом бария и ставим коэффициент 2.

2BaO₂+ MnSO₄+ NaOH= Na₂MnO₄+ BaSO₄+ Ba(OH)₂

Бариев слева и справа по 2. Марганцы так же уравнены, с обеих сторон по одному марганцу.

Натриев слева один, справа два. Перед NaOH ставим коэффициент 2.

2BaO₂+ MnSO₄+ 2NaOH= Na₂MnO₄+ BaSO₄+ Ba(OH)₂

Сера и водород уравнены

И завершаем проверкой кислородов.

Кислородов в обеих сторонах по 10.

ИТОГОВОЕ УРАВНЕНИЕ:

2BaO₂+ MnSO₄+ 2NaOH= Na₂MnO₄+ BaSO₄+ Ba(OH)₂

В единой записи выглядит все следующим образом.

Мы базово ознакомились с темой  окислительно-восстановительные реакции. Разобрались какие бывают степени ,как расставлять степени окисления, как составлять баланс и как уравнивать.

Надеюсь, что информация была полезна.

Благодарю за внимание!