Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Окислительно-восстановительные реакции

Химические реакции

10.12.2024
2507
0

Окислительно-восстановительные реакции

 

План урока

  • Определение окислительно-восстановительных реакций
  • Окислитель и восстановитель
  • Метод электронного баланса для составления ОВР

Цели урока

  • сформировать знания о понятиях «окислительно-восстановительная реакция», «окислитель», «восстановитель»
  • научиться составлять электронный баланс
  • закрепить умения определять степени окисления химических элементов, расставлять коэффициенты в уравнениях химических реакций

Разминка

  • Что такое электроотрицательность?
  • Что такое степень окисления?
  • Может ли степень окисления элемента быть равной нулю? В каких случаях?

Определение окислительно-восстановительных реакций

Многообразие классификаций химических реакций по различным  признакам (выделение или поглощение теплоты, использование катализатора) можно дополнить ещё одним признаком. Этот признак — изменение степени окисления атомов химических элементов, образующих реагенты и продукты реакции.

            Ca+2C+4O3-2 = Ca+2O-2 + C+4O2-2                  2Na0 + 2H+1Cl-1  2Na+1Cl-1 + H02

 


Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — это реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов.


Окислитель и восстановитель

В ОВР происходит переход электронов от одних атомов к другим, одновременно протекают два противоположных процесса: окисление и восстановление.

 

Шкала изменения степени окисления элементов

 


Окисление  — процесс отдачи электронов.

 

Элемент, отдающий электроны, — восстановитель.


Восстановление — процесс принятия электронов.

 

Элемент, принимающий электроны, — окислитель.


При протекании ОВР степень окисления восстановителя повышается, а степень окисления окислителя понижается.


Пример 1

В качестве примера ОВР рассмотрим следующий опыт:

 

В пробирку нальём 4–5 мл раствора сульфата меди (II) и опустим в неё железный гвоздь. Оставим пробирку в штативе на 1–2 мин. При наблюдении легко заметить, что в результате реакции гвоздь покрылся красноватым налётом свободной меди:

CuSO4 + Fe (железный гвоздь) = FeSO4 + Cu (красивый красный гвоздь)

 

В этой реакции элементы железо и медь меняют свои степени окисления:

 

Cu+2S+6O-24 + Fe0 = Fe+2S+6O-24 + Cu0.

 

Следовательно, эта реакция является окислительно-восстановительной.

 

Атомы железа в степени окисления 0 отдали два электрона, превратившись при этом в ион с зарядом +2: Fe0 - 2e-  Fe+2 — процесс окисления.

 

Ионы меди в исходном веществе имели степень окисления +2, а в продукте реакции — степень окисления 0, т. е. каждый из них принял по два электрона: Cu+2 + 2e-  Cu0  — процесс восстановления.


Окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов: окисления и восстановления. В этих реакциях число электронов, отдаваемых восстановителями, равно числу электронов, присоединяемых окислителями.

Метод электронного баланса для составления ОВР

Рассмотрим составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса. В основе метода лежит правило: общее число электронов, которые отдаёт восстановитель, всегда равно общему числу электронов, которые присоединяет окислитель.


Алгоритм составления химических уравнений методом электронного баланса:

  1. Запишите схему уравнения химической реакции.
     
  2. Расставьте степени окисления всех элементов в соединениях.

    Памятка

    Степень окисления атома обозначают знаком заряда и цифрой над символом химического элемента в формуле вещества, например: Ca+2C+4O-23, Ca +2O-2. Причём, в отличие от заряда иона, у степени окисления сначала пишут знак, а затем цифру.

    1. Степень окисления свободных атомов и атомов в простых веществах равна нулю. Например: Cu0, H02.
       
    2. Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле (или формульной единице) вещества равна нулю: Cu+2S+6O-24.
       
    3. Существуют атомы химических элементов, которые в сложных веществах проявляют единственно возможную степень окисления. К ним относятся F-1, многие металлы (Na+1, Ca+2, Al+3 и др.). 

      В большинстве соединений атомы водорода и кислорода проявляют степени окисления соответственно +1 и –2  (H+1, O-2).
       
  3. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.
     
  4. Перенесите дополнительные множители как коэффициенты и уравняйте уравнение химической реакции.


Пример 2

 

Запишем схему уравнения химической реакции:

 

H2 + O2  H2O.

 

Расставим степени окисления всех элементов в соединении и определим, атомы каких элементов изменяют степень окисления:

 

H02 + O02  H+12O-2.

 

Составим электронный баланс уравнений процессов окисления и восстановления.

 

Если простое вещество в уравнении реакции представляет собой двухатомную молекулу, мы переписываем его в таком же виде в электронный баланс, удваиваем количество отданных/принятых электронов, а также уравниваем схему, расставляя коэффициенты:

 

H02 - 2e-  2H+1 — процесс окисления,

O02 + 4e- 2O-2  — процесс восстановления,

 

H2 — восстановитель, O2 — окислитель.

 

Подберём общее делимое для отданных и принятых е и коэффициенты для электронных уравнений:

 

(·2) | H02 - 2e-  2H+1 — процесс окисления, элемент — восстановитель;

(·1) | O02 + 4e- 2O-2 — процесс восстановления, элемент — окислитель.

 

Перенесём эти коэффициенты в уравнение ОВР и подберём коэффициенты перед формулами других веществ:

 

2H2 + O2  2H2O.


Упражнение

  1. Составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты в схеме реакции: Mg + O2  MgO.
     
  2. Определите, какая из предложенных реакций не является ОВР:

    CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2;

    2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3.


Контрольные вопросы

  1. Как называется процесс принятия электронов?
  2. Как называются атомы, ионы или молекулы, принимающие электроны?
  3. Окислителем или восстановителем является алюминий в реакции:

3H2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2?


 

Предыдущий урок
Степень окисления
Химические реакции
Следующий урок
Степень окисления
Химические реакции
Поделиться:
  • Сфера духовной жизни

    Обществознание

  • Решение задач с помощью квадратных уравнений

    Алгебра

  • Агрегатные состояния веществ

    Химия

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке