Химические реакции – это взаимодействие, при котором одни соединения превращаются в другие. Существует множество классификаций химических реакций, одна из которых основывается на изменении степени окисления. В одних случаях атомы меняют степени окисления, а в других – нет.
Степень окисления
Степень окисления – заряд, возникающий в результате сдвига электронов от менее электроотрицательного к более электроотрицательному атому. Она отражает количество принятых или отданных электронов. Химические реакции классифицируются по изменению степени окисления.
Для простых веществ свойственна нулевая степень – Cl20, Fe0, H20. В сложных веществах для первого атома характерна положительная степень, а для второго – отрицательная – С+4О2-2, H+Cl-, Al2+3O3-2.
Чтобы определить степень окисления, необходимо пройти несколько шагов.
- Определение ионов. Например, хлорид кальция состоит из ионов кальция Ca и хлора Cl.
- Нахождение элементов в таблице Д.И. Менделеева. Хлор Cl – элемент седьмой группы, которому до окончания уровня не хватает одного электрона. Он проявляет степень окисления -1. Кальций Ca – элемент второй группы, который может отдать два электрона. Он проявляет степень окисления +2.
- Подсчет числа атомов. Чтобы определить количество атомов, нужно найти общее кратное степени окисления. В хлориде кальция CaCl2 два атома хлора и один атом кислорода.
Классификация химических реакций по изменению степени окисления
В мире существует тысячи взаимодействий различных веществ. Химические реакции можно классифицировать по изменению степеней окисления.
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)
ОВР – реакции, характеризующиеся самопроизвольным изменением степеней окисления. Коэффициенты в окислительно-восстановительных взаимодействиях можно расставить методом электронного баланса:
- написание уравнения с указанием степеней окисления;
- определение окислителя (принимает электроны) и восстановителя (отдает электроны);
- нахождение общего кратного числа принятых и отданных электронов;
- запись коэффициентов «крест-накрест» — у восстановителя обозначается количество электронов, принятых окислителем, а у окислителя — электронов, отданных восстановителем;
- перенос коэффициентов в уравнение;
- уравнивание коэффициентов в правой и левой части уравнения.
ОВР классифицируются на несколько видов.
- Межмолекулярные взаимодействия (окислитель и восстановитель находятся в разных молекулах).
2 KMn+7O4 + 10 KI- + 8 H2SO4 → 6 K2SO4 + 5 I20 + 2 Mn+2SO4 + 8 H2O
Mn+7 + 5 ē → Mn+2 – 5 – 2 (окислитель восстанавливается)
2 I-1 – 2 ē → I20 – 2 – 5 (восстановитель окисляется) - Внутримолекулярные взаимодействия (окислитель и восстановитель находятся в одном реагенте).
(N-3H4)2Cr2+6O7 → N20 + Cr2+3O3 + 4 H2O
2 Cr+6 +6 ē → 2 Cr+3 – 6 – 1 (окислитель восстанавливается)
2 N-3 – 6 ē → N20 – 6 – 1 (восстановитель окисляется) - Реакция диспропорционирования (окислитель и восстановитель – один и тот же элемент одного реагента, который переходит в разные продукты).
Cl20 + 2 NaOH → NaCl- + NaCl+O + Н2О
Cl20 + 2 ē → 2 Cl- - 2 – 1 (окислитель восстанавливается)
Протолитические реакции (реакции обмена)
В протолитических реакциях или реакциях обмена степени окисления не изменяются.
NaOH + HNO3 = H2O + NaNO3
Как вы считаете, материал был полезен?