Фукусима и Чернобыль сравнение

Введение                                                                     4 

    1. Степень окисления                                                     4 

        Контрольные вопросы                                                  6 

    2. Классификация химических реакций                                      7 

        Контрольные вопросы                                                  8 

    3. Окислители и восстановители                                           7 

        Контрольные вопросы                                                  8 

    4. Типы окислительно-восстановительных  реакций                           9 

    5. Составление уравнений окислительно-восстановительных  реакций          10 

        5.1. Метод электронного баланса                                      10 

        Контрольные вопросы                                                  13 

        5.2. Метод электронно-ионного баланса                                13 

        Контрольные вопросы                                                  20 

Библиографический список                                                     21 
 
 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                  Стр. 2 из 23 
 

Останин Н.И., Останина Т.Н.                         Окислительно-восстановительные реакции 

                                       Введение

       Окислительно-восстановительные реакции  играют большую роль в природе  и тех-

нике. Окислительно-восстановительные  процессы происходят при сгорании топлива  и

коррозии  металлов, при электролизе, при работе гальванических элементов и аккумулято-

ров. Они  лежат в основе металлургических и большинства химических процессов, а также

круговорота элементов в природе и мероприятий  по охране природы. Они являются осно-

вой жизнедеятельности  клетки и биосферы. 
 

                                1. Степень окисления

       Понятие степень окисления введено  для характеристики состояния  атома в соеди-

нении. При  определении степени окисления  предполагают, что в соединениях  валентные

электроны переходят к более электроотрицательным атомам, а потому соединения состоят

только  из положительно и отрицательно заряженных ионов. В действительности полного

смещения  электронной пары от одного атома  к другому не происходит. Однако понятие

«степень  окисления» очень полезно для  классификации веществ, составления  химических

формул  соединений и нахождения стехиометрических  коэффициентов уравнений химиче-

ских реакций.

       Степень окисления − это условный  заряд атома в соединении, вычисленный

из предположения, что соединение состоит из ионов.

       Степень окисления может иметь  положительное, отрицательное и  нулевое значе-

ние, которое  обычно принято указывать арабской цифрой сверху символа элемента со

знаком  «+» или «−» перед цифрой.

       Для вычисления неизвестных степеней  окисления используют следующие  правила:

       1)       атомы в молекулах  простых веществ имеют степень  окисления равную ну-

лю. Это  объясняется тем, что в таких  молекулах смещения электронной  пары не происхо-

дит, так  как значение электроотрицательностей  атомов элементов одинаково;

       2)       в молекулах  алгебраическая сумма степеней  окисления атомов с учетом  их

числа равна  нулю (молекула электронейтральна);

       3)       сумма степеней  окисления всех атомов, входящих  в состав сложного иона

равна заряду этого иона; 
 
 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                      Стр. 3 из 23 
 

Останин Н.И., Останина Т.Н.                                        Окислительно-восстановительные реакции 

        4)      степень окисления  щелочных металлов (первая группа, главная подгруппа,

S-элементы Li, Na, K ...) всегда равна +1. У атомов  этих элементов на внешнем  уровне

имеется только один валентный электрон, который  они отдают более электроотрицатель-

ному атому  и приобретают заряд +1;

        5)      степень окисления  щелочноземельных металлов (вторая  группа, главная

подгруппа, S-элементы Be, Mg, Ca ...) всегда равна +2;

        6)      водород во всех  соединениях, кроме гидридов, имеет  степень окисления +1.

В гидридах NaH, CaH2 и др. степень окисления  водорода равна −1;

        7)      степень окисления  кислорода -2. Исключение составляют  пероксиды (H2O2,

степень окисления кислорода -1) и фторид кислорода (F2O, степень окисления  кислорода +2);

        8)      фтор в соединениях  всегда имеет степень окисления  -1. У атома фтора самая большая  элек-

троотрицательность, поэтому он может только присоединять электроны, до заполнения последнего электрон-

ного уровня атому фтора не хватает одного электрона, приняв электрон, атом приобретает  заряд -1.

        Пользуясь этими правилами, можно  определить степень окисления  атомов в слож-

ных соединениях  или ионах.

        Рассчитаем степень окисления  хрома в молекуле дихромата  калия K2Cr2O7: 

                                                 +1   x    −2

                                                K 2 Cr2 O 7 
 

        Зная степени окисления калия  (+1), кислорода (–2) и, приняв за x степень окисле-

ния хрома, составляем уравнение: 

                                       2 ⋅ (+ 1) + 2 x + 7 ⋅ (− 2 ) = 0 

        Решаем полученное уравнение: 

                                            + 2 + 2 x − 14 = 0 ,

                                              2 x = +14 − 2 ,

                                                  x = +6 . 

        Степень окисления хрома равна  +6: 

                                                 +1   +6   −2

                                                K 2 Cr2 O 7 . 

        Можно вычислить степень окисления  атома элемента и другим способом. Напри-

мер, определим  степень окисления хлора в  молекуле хлорной кислоты HClO 4 . 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                      Стр. 4 из 23 
 

Останин Н.И., Останина Т.Н.                                        Окислительно-восстановительные реакции 

       Записываем молекулу хлорной  кислоты и указываем степени  окисления водорода

(+1) и кислорода  (–2):

                                                +1 x   −2

                                                H Cl O 4 

       Самым электроотрицательным элементом  в данном соединении является  кислород.

Определяем  общий заряд на 4 атомах кислорода 4 ⋅ (− 2 ) = −8 и записываем его над

химическим  символом кислорода: 

                                                 +8  −8

                                                +1 x −2

                                                H Cl O 4 

       Поскольку молекула электронейтральна,  то сумма степеней окисления  атомов во-

дорода  и хлора должна быть равна +8. Зная степень окисления атома водорода (+1), вы-

числяем степень окисления хлора: 

                                              +1+ x = 8 ,

                                                 x = +7 

       Степень окисления хлора записываем  над химическим символом элемента: 

                                                 +8 −8

                                                +1 +7 −2

                                                H Cl O 4 

       Полезно       помнить      заряды      часто         встречающихся       кислотных      остатков:

F − , Cl − , Br − , I − , NO 2 , NO 3 , S 2− , SO 3− , SO 2− , CO 3− , PO 3− . Это  поможет при определении

                             −      −             2

                                                          4

                                                                  2

                                                                          4 

степеней  окисления (или зарядов катионов) металлов в молекулах солей.

       Рассчитаем степень окисления  меди и серы в молекуле сульфата  меди CuSO4.

       Сульфат-ион имеет заряд (2–). Он  является кислотным остатком  серной кислоты

H2SO4, поэтому  степень окисления меди определяем  по уравнению: 

                                        x + (− 2 ) = 0 и x = +2 

       Степень окисления меди в этой  молекуле равна +2. Степень окисления  серы в ионе

SO42– находим,  учитывая правило 3, из следующего  уравнения: 

                                           x + 4 ⋅ (− 2 ) = −2 ,

                                                 x = +6

                                                +2 +6 −2