Окислительно-восстановительные реакции– это реакции, сопровождающиеся переходом электронов от одних атомов или ионов к другим, другими словами – это реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов.
Степень окисления– это заряд атома элемента в соединении, вычисленный из условного предположения, что все связи в молекуле являются ионными.
Степень окисления принято указывать арабской цифрой над символом элемента со знаком плюс или минус перед цифрой. Например, если связь в молекуле HCl ионная, то водород и хлор ионы с зарядами (+1) и (–1), следовательно.
Для того чтобы рассчитать степень окисления любого элемента, необходимо пользоваться следующими правилами:
Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю: (металл в свободном состоянии).Степень окисления (+1) во всех соединениях имеют щелочные металлы (IA группа) и водород, за исключением гидридов активных металлов, где степень окисления водорода равна (–1), например Степень окисления +2 во всех соединениях имеют щелочноземельные металлы (IIAгруппа).Кислород имеет степень окисления (–2), во всех соединениях, кроме пероксидов () и фторида кислорода.Алгебраическая сумма степеней окисления всех частиц в молекуле равна нулю, а в ионе – заряду иона → +1–1 = 0, .Степень окисления иона элемента равна заряду иона:К раствору хлорида кальция прильём раствор карбоната натрия (кальцинированной соды). О протекании реакции свидетельствует помутнение раствора — это выпал белый осадок карбоната кальция (мела):
Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl.
Другой продукт реакции — хлорид натрия — хорошо растворим в воде и поэтому остаётся в растворе. При необходимости его можно получить выпариванием.
2. Соединим растворы сульфата натрия и нитрата калия. Можно ожидать, что будет протекать реакция в соответствии с уравнением:
Na2SO4 + 2KNO3 = 2NaNO3 + K2SO4.
Однако никаких изменений в растворе не происходит. В таком случае говорят, что реакция не протекает. Все четыре соли хорошо растворимы в воде.
3. Прильём к раствору кальцинированной соды соляную кислоту. Выделяется газ — это образовавшаяся в результате реакции обмена неустойчивая угольная кислота распадается на углекислый газ и воду:
4. К раствору щёлочи, подкрашенному несколькими каплями фенолфталеина, добавим азотную кислоту. Малиновая окраска раствора исчезает, что свидетельствует о протекании реакции:
KOH + HNO3 = KNO3 + H2O.
Как вы знаете, в результате взаимодействия оснований с кислотами образуются два продукта: соль и вода.
На основании приведённых реакций можно сформулировать необходимые условия для протекания реакций обмена в водных растворах. Реакция обмена протекает, если один из продуктов реакции — газ, осадок или вода.
