Задание 20: Окислительно-восстановительные реакции

Типичная формулировка звучит так: «Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой... Определите окислитель и восстановитель». Иногда просят дополнительно указать, какой элемент повышает, а какой понижает степень окисления.

За полный и правильный ответ дают 2 балла. Чтобы получить максимум, нужно:

1. верно определить степени окисления элементов, которые меняются;
2. составить схему электронного баланса (сколько электронов отдано и принято); …

• Степень окисления (СО) — условный заряд атома в соединении, если считать, что все связи ионные.
• Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю: $\sum СО = 0$.
• Сумма степеней окисления в ионе равна заряду иона.
• Кислород почти всегда имеет $СО = -2$ (кроме пероксидов, где $-1$, и $OF_2$, где $+2$).
• Водород имеет $СО = +1$ в соединениях с неметаллами и $СО = -1$ в гидридах металлов.
• Степень окисления простого вещества всегда равна $0$.
• Металлы главных подгрупп I и II групп имеют постоянную СО: $+1$ и $+2$ соответственно.
• Окисление — процесс отдачи электронов, СО элемента увеличивается.
• Восстановление — процесс присоединения электронов, СО элемента уменьшается.
• Окислитель — вещество, которое принимает электроны (сам восстанавливается).
• Восстановитель — вещество, которое отдаёт электроны (сам окисляется).
• Число отданных электронов при окислении должно равняться числу принятых электронов при восстановлении: $n_{отд} = n_{принят}$.
• Типичные окислители: $HNO_3$, концентрированная $H_2SO_4$, $KMnO_4$, $O_2$, галогены.
• Типичные восстановители: металлы, $H_2S$, $NH_3$, углерод, водород.

1. Расставить степени окисления у всех атомов в левой и правой части схемы реакции.
2. Найти элементы, у которых СО изменилась — это ключевые ОВР-элементы.
3. Записать для каждого элемента электронную полуреакцию: сколько электронов отдано или принято одним атомом.
4. Найти наименьшее общее кратное числа электронов, чтобы уравнять число отданных и принятых электронов.
5. Полученные множители поставить как коэффициенты перед соответствующими веществами в уравнении.
6. Проверить и при необходимости досчитать коэффициенты у остальных веществ (кислоты, вода, соли) через баланс атомов кислорода и водорода.
7. Проверить итоговое уравнение полностью — по каждому элементу число атомов слева и справа должно совпадать.
8. Определить окислитель (элемент с уменьшением СО) и восстановитель (элемент с увеличением СО), указать соответствующие вещества.