Окисники й відновники

 
 

§ 16. Окисники й відновники

Пригадайте:

• як визначити можливі ступені окиснення елементів (за § 14);

• металічні елементи розміщені переважно в нижній лівій частині Періодичної системи, а неметалічні — у верхній правій.

Окисники й відновники

Атоми хімічних елементів, що перебувають у вищому ступені окиснення, можуть бути тільки окисниками, оскільки вони можуть тільки приймати електрони.

Елементи в нижчому ступені окиснення можуть бути тільки відновниками, оскільки вони можуть тільки віддавати електрони. Якщо елемент перебуває в проміжному ступені окиснення, то він може як приймати, так і віддавати електрони, отже, може виявляти властивості як відновника, так і окисника. Характерні ступені окиснення деяких елементів та відповідні їм сполуки наведені в Додатку 2.

Наприклад, розгляньмо Сульфур і характерні для нього сполуки з різним ступенем окиснення цього елемента. У гідроген сульфіді ступінь окиснення Сульфуру є нижчим і дорівнює -2, зовнішній енергетичний рівень Сульфуру є завершеним і він може тільки віддавати електрони. Отже, Сульфур зі ступенем окиснення -2 може бути тільки відновником:

Вищий ступінь окиснення Сульфуру дорівнює +6, що він виявляє, наприклад, у сульфатній кислоті. Концентрована сульфатна кислота може окиснювати багато речовин, і окисні властивості в цих випадках виявляє саме Сульфур, який у ступені окиснення +6 віддав усі електрони із зовнішнього енергетичного рівня і тепер може тільки їх приєднувати, тобто бути тільки окисником:

У проміжних ступенях окиснення — 0 (у сірці) та +4 (наприклад, у SO2) — атом Сульфуру може як приєднувати, так і віддавати електрони, виявляючи як окисні, так і відновні властивості. Він може відновлюватися або окиснюватися до різних ступенів окиснення, що проілюстровано на схемі:

Наприклад, під час взаємодії сірки з воднем Сульфур виявляє окисні властивості, а у взаємодії з киснем — відновні:

Отже, один хімічний елемент залежно від ступеня окиснення, що він виявляє в тій чи іншій сполуці, може бути як окисником, так і відновником. Для визначення можливості вступати в ті чи інші реакції необхідно порівняти ступінь окиснення елемента в певній сполуці зі ступенями окиснення, що може виявляти елемент, ґрунтуючись на будові його електронної оболонки.

Поширені речовини — окисники

Окисні властивості найбільше виражені в типових неметалів (галогени, кисень, сірка), а також у деяких складних речовин, що містять хімічні елементи у високих ступенях окиснення (+5...+7).

Кисень O2 — найпоширеніший на Землі окисник. Він здатний окиснювати багато простих і складних речовин, утворюючи оксиди. Ці реакції супроводжуються виділенням великої кількості теплоти. При цьому сам кисень відновлюється до нижчого ступеня окиснення:

Найсильніший окисник серед простих речовин — фтор F2. За звичайних умов він реагує з більшістю речовин, а в разі нагрівання окиснює й благородні метали — золото й платину. В атмосфері фтору горить навіть вода. Фтор у жодному випадку не може бути відновником, оскільки Флуор не виявляє позитивного ступеня окиснення.

Концентрована сульфатна кислота H24 — сильний окисник завдяки Сульфуру. Найчастіше в реакціях він відновлюється до ступеня окиснення +4, утворюючи сульфур(ІV) оксид SO2. Розведена сульфатна кислота — слабкий окисник, оскільки в цьому разі окисником є йон Гідрогену Н+.

Нітратна кислота ΗΝO3 — сильний окисник завдяки Нітрогену. Під час реакцій він відновлюється до різних ступенів окиснення: від +4 до -3. Суміш концентрованих нітратної та хлоридної кислот («царська вода») реагує навіть із золотом і платиною: Au + 4НСl + ΗΝO3 = НАuСl4 + ΝΟ + 2Н2O.

Калій перманганат KMnO4 — один із найважливіших реагентів у хімічних лабораторіях. Він виявляє сильні окисні властивості завдяки Мангану. Його використовують як окисник в органічному синтезі, хімічному аналізі, для лабораторного добування кисню. Широко застосовують у медицині як антисептичний засіб.

Калій дихромат K2Cr2O7 — цінний окисник, який застосовують для виробництва барвників, дублення шкіри, у піротехніці, живописі. Його суміш із концентрованою сульфатною кислотою (хромпік) використовують для миття скляного лабораторного посуду, щоб позбутися непомітних плям.

Гідроген пероксид H2O2 — поширений у хімічних лабораторіях реагент. У ньому Оксиген виявляє ступінь окиснення -1, що є проміжним для нього, отже, гідроген пероксид можна використовувати і як окисник, і як відновник.

Поширені речовини — відновники

Відновні властивості характерні для багатьох простих речовин (метали та деякі неметали (водень, вуглець)), а також для сполук неметалічних елементів у нижчих ступенях окиснення (-4...-1): H2S, NH3, НІ, СН4 тощо.

Найпоширенішим відновником у промисловості є вуглець, а саме кокс, який добувають спеціальною обробкою вугілля. Кокс використовують для відновлення металів з оксидів: PbO + C = Pb + CO.

Водень H2 — поширений відновник. Його також використовують для відновлення металів:

MnO2 + 2H2 = Mn + 2H2O.

Через вогненебезпечність водень не такий поширений у промисловості, як кокс, але в реакціях з воднем добувають метали значно вищої якості (чистіші).

Метали — типові відновники, причому чим лівіше розташований метал у ряду активності, тим сильніші його відновні властивості. Деякі метали застосовують у промисловості для відновлення інших металів з оксидів: Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr.

Ключова ідея

Хімічні елементи у вищому ступені окиснення можуть виявляти тільки окисні властивості, у нижчому ступені — тільки відновні властивості. Якщо елемент перебуває в проміжному ступені окиснення, він може бути як окисником, так і відновником.

Контрольні запитання

184. В якому ступені окиснення елементи можуть виявляти властивості: а) тільки окисні; б) тільки відновні; в) і окисні, і відновні? Відповідь поясніть.

185. Наведіть приклади речовин, що виявляють сильні окисні й відновні властивості. Поясніть свій вибір.

186. Як залежить активність атомів елемента в окисно-відновних реакціях від його ступеня окиснення?

Завдання для засвоєння матеріалу

187. Чи може виявляти відновні властивості: а) атом Флуору; б) флуорид-іон; в) атом Натрію; г) йон Натрію? Відповідь поясніть.

188. Чому фтор і кисень у хімічних реакціях є переважно окисниками? Чи існують ще прості речовини, які були б тільки окисниками чи тільки відновниками? Відповідь поясніть.

189. У кожному ряду речовин знайдіть елемент, що міститься в усіх трьох речовинах. Визначте його ступінь окиснення в усіх цих сполуках. За ступенем окиснення визначте, в якій речовині цей елемент може бути тільки окисником, у якій — тільки відновником, а в якій — виявляти як окисні, так і відновні властивості.

а) NaH, H2, HCl;

б) NH3, NO, HNO3;

в) H2S, SO2, H2SO4;

г) HCl, Cl2, HClO4;

д) Cr, CrCl3, CrO3;

е) Mn, MnO2, KMnO4.

190. Складіть рівняння реакцій горіння в кисні наведених речовин та визначте елемент-відновник.

Залізо, водень, фосфор, гідроген сульфід, карбон(II) оксид, метан CH4.

191. Складіть рівняння горіння кальцію в кисні. Атоми якої речовини втрачають електрони, а якої — приймають? Назвіть окисник і відновник.

192. Складіть рівняння реакцій відновлення воднем таких речовин: вольфрам(VI) оксид, хром(III) оксид, титан(IV) оксид.

У кожній реакції визначте елемент-окисник.

193. Залізо можна добути відновленням ферум(ііі) оксиду вуглецем, воднем, алюмінієм. Складіть відповідні рівняння реакцій. Назвіть окисник і відновник у кожній реакції.

194. В алюміній броміді Алюміній перебуває у вищому ступені окиснення, а Бром — у нижчому. Який елемент у цій сполуці може бути окисником, а який — відновником? Відповідь поясніть, використовуючи рівняння реакцій: АlВr3 + 3Na = 3NaBr + Al; 2АlВr3 + 3Cl2 = 2AlCl3 + 3Br2.

195. Декілька століть тому картини писали фарбами, що містили свинцеві білила. За багато років такі картини дуже почорніли внаслідок перетворення білил на плюмбум(ІІ) сульфід чорного кольору. Під час реставрації картин їх оброблюють розчином гідроген пероксиду, завдяки чому чорний плюмбум(ІІ) сульфід окиснюється до білої речовини, в якій Сульфур виявляє ступінь окиснення +6. На яку сполуку перетворюється плюмбум(ІІ) сульфід? Складіть рівняння цієї реакції. Як ви вважаєте, чи можна гідроген пероксид використовувати для вибілювання срібних виробів, що темніють унаслідок покриття аргентум(І) сульфідом?

196. Як ви вважаєте, в якому повітрі швидше потьмяніє срібло: у чистому чи забрудненому? Складіть план експерименту, який міг би довести вашу думку.

197. У додаткових джерелах знайдіть інформацію про використання окисно-відновних процесів у побуті й промисловості.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Хімії за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.