Окисли́тельно-восстанови́тельные реа́кции, ОВР, редокс (от англ. redox ← reduction-oxidation — окисление-восстановление) — это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, реализующихся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем и атомом-восстановителем. Содержание [убрать] 1 Описание 1.1 Окисление 1.2 Восстановление 1.3 Окислительно-восстановительная пара 2 Виды окислительно-восстановительных реакций 3 Примеры 3.1 Окислительно-восстановительная реакция между водородом и фтором 3.2 Окисление, восстановление 4 См. также 5 Ссылки [править] Описание
В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается. Причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого. [править] Окисление Окисление - процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления. При окисле́нии вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомы окислителя — акцепторами электронов. В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и ра на более стабильные и более мелкие составные части (см. Свободные радикалы) . При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле. Окислитель, принимая электроны, приобретает восстановительные свойства, превращаясь в сопряжённый восстановитель: окислитель + e− ↔ сопряжённый восстановитель. [править] Восстановление Восстановле́нием называется процесс присоединения электронов атомом вещества, при этом его степень окисления понижается. При восстановлении атомы или ионы присоединяют электроны. При этом происходит понижение степени окисления элемента. Примеры: восстановление оксидов металлов до свободных металлов при водорода, углерода, других веществ; восстановление органических кислот в альдегиды и спирты; гидрогенизация жиров и др. Восстановитель, отдавая электроны, приобретает окислительные свойства, превращаясь в сопряжённый окислитель: восстановитель — e− ↔ сопряжённый окислитель. Несвязанный, свободный электрон является сильнейшим восстановителем. [править] Окислительно-восстановительная пара Окислитель и его восстановленная форма, либо восстановитель и его окисленная форма составляет сопряжённую окислительно-восстановительную пару, а их взаимопревращения являются окислительно-восстановительными полуреакциями. В любой окислительно-восстановительной реакции принимают участие две сопряжённые окислительно-восстановительные пары, между которыми имеет место конкуренция за электроны, в результате чего протекают две полуреакции: одна связана с присоединением электронов, т. е. восстановлением, другая — с отдачей электронов, т. е. окислением.
1) Напишем уравнение реакции: O2+2H2=2H2O Найдем количество вещества (H2O) по формуле n=V/Vm, где Vm=22.4 литр/моль. n (H2O)=180/22.4=8 моль. По уравнению реакции n (O2)=8/2=4 моль. Найдем объем кислорода по формуле V=n*Vm. V (O2)=4*22.4=89.6 литров. 2) Относительная плотность сероводорода по воздуху будет равна частному молекулярной массы сероводорода и воздуха. Относительная плотность (H2S)=34/29=1.17. 3) Сначала найдем количество вещества фтора по формуле n=m/M. n (F2)=38/38=1 моль. Найдем объем фтора по формуле V=n*Vm, где Vm=22.4 литр/моль. V (F2)=1*22.4=22.4 литра.
1. Напишем уравнение всех реакций: Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2 2. Найдем количество вещества водорода по формуле n=V/Vm, где Vm=22.4 литр/моль. n (H2)=5.6/22.4=0.25 моль. Сразу же найдем и массу выделившегося водорода по формуле m=M*n. m (H2)= 0.25*2=0.5 грамм. Пусть количество вещества Mg будет Х, а количество вещества алюминия Y, тогда получим следующую систему уравнений: . Зная количество вещества каждого металла, можем найти массу этих металлов: m (Mg)=2.4 грамм, а m (Al)=2.7 грамм. 3. Найдем массу раствора соляной кислоты по формуле m=p*V. m (HCl)=1.183*50.7=60 грамм. Найдем массу чистой соляной кислоты по формуле m вещества= w*m раствора/100%. m (HCl)=60*0.365=21.9 грамм. Найдем количество вещества HCl. n (HCl)=21.9/36.5=0.6 моль; HCl в избытке. Найдем количество вещества HCl, которое прореагирует с Mg и Al по уравнению реакции: n (HCl) при реакции с Mg= 0.2 моль, n (HCl) при реакции с Al=0.3 моль. n (HCl), вступившее в реакцию с NaOH=0.6-0.2-0.3=0.1 моль. Напишем данную реакцию: NaOH+HCl=NaCl+H2O. 4. Найдем количество вещества MgCl2 и AlCl3 по уравнению реакции: n (MgCl2)=0.1 моль, а n (AlCl3)= 0.1 моль. Найдем массу раствора NaOH по формуле m=p*V. m (NaOH)=78.1*1.28=100 грамм. Масса чистого NaOH находим по формуле m вещества= w*m раствора/100%. m вещества (NaOH)=100*0.26=26 грамм; n(NaOH)=0.65 моль. Найдем количество вещества, которое вступило в реакцию с HCl по уравнению реакции: n (NaOH)=n (HCl)=0.1 моль. m (NaOH)=0.1*40=4 грамма. m (NaOH), которая вступит в реакцию с MgCl2 и AlCl3= 22 грамма. Найдем количество вещества NaOH в каждой реакции с солями. n (NaOH) при реакции с MgCl2= 0.2 моль, а при реакции с AlCl3=0.3 моль. В растворе осталось еще 0.05 моль NaOH (2 грамма). 5. Найдем количество вещества осадков Al(OH)3 и Mg(OH)2 по уравнению реакции: n (Al(OH)3)=0.1 моль, а n (Mg(OH)2)=0.1 моль. Найдем массы этих осадков: m (Al(OH)3)=0.1*78=7.8 грамм, а m (Mg(OH)2)=0.1*58=5.8 грамм. 6. Масса образовавшегося раствора= m (Mg)+m (Al)+m раствора (HCl)+m раствора (NaOH)-m (H2)-m (Al(OH)3)-m (Mg(OH)2)=151.25 грамм. В растворе осталось: 2 грамма (NaOH) и NaCl. Найдем массу NaCl в реакции с осадками и NaOH с HCl. m (NaCl) при реакции с образованием Al(OH)3=17.55 грамм, при реакции с образованием Mg(OH)2=11.7 грамм, при реакции NaOH с HCl=5.85 грамм. m общая (NaCl)=5.85+11.7+17.55=35.1 грамм. Найдем массовую долю оставшихся веществ по формуле w=m вещества*100%/m раствора.w (NaOH)=2*100/151.25=1.32%, а w (NaCl)=35.1*100/151.25=23.2%. ответ: 1.32%, 23.2%.
. Зная количество вещества каждого металла, можем найти массу этих металлов: m (Mg)=2.4 грамм, а m (Al)=2.7 грамм.
Содержание [убрать]
1 Описание
1.1 Окисление
1.2 Восстановление
1.3 Окислительно-восстановительная пара
2 Виды окислительно-восстановительных реакций
3 Примеры
3.1 Окислительно-восстановительная реакция между водородом и фтором
3.2 Окисление, восстановление
4 См. также
5 Ссылки
[править] Описание
В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается. Причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого.
[править] Окисление
Окисление - процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления.
При окисле́нии вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомы окислителя — акцепторами электронов.
В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и ра на более стабильные и более мелкие составные части (см. Свободные радикалы) . При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.
Окислитель, принимая электроны, приобретает восстановительные свойства, превращаясь в сопряжённый восстановитель:
окислитель + e− ↔ сопряжённый восстановитель.
[править] Восстановление
Восстановле́нием называется процесс присоединения электронов атомом вещества, при этом его степень окисления понижается.
При восстановлении атомы или ионы присоединяют электроны. При этом происходит понижение степени окисления элемента. Примеры: восстановление оксидов металлов до свободных металлов при водорода, углерода, других веществ; восстановление органических кислот в альдегиды и спирты; гидрогенизация жиров и др.
Восстановитель, отдавая электроны, приобретает окислительные свойства, превращаясь в сопряжённый окислитель:
восстановитель — e− ↔ сопряжённый окислитель.
Несвязанный, свободный электрон является сильнейшим восстановителем.
[править] Окислительно-восстановительная пара
Окислитель и его восстановленная форма, либо восстановитель и его окисленная форма составляет сопряжённую окислительно-восстановительную пару, а их взаимопревращения являются окислительно-восстановительными полуреакциями.
В любой окислительно-восстановительной реакции принимают участие две сопряжённые окислительно-восстановительные пары, между которыми имеет место конкуренция за электроны, в результате чего протекают две полуреакции: одна связана с присоединением электронов, т. е. восстановлением, другая — с отдачей электронов, т. е. окислением.