Фукусима и Чернобыль сравнение

                                                Cu S O 4 
 
 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                     Стр. 5 из 23 
 

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

                                                 Контрольные вопросы

1.   Почему металлы в соединениях  проявляют только положительные  степени окисления,

     а неметаллы как положительные,  так и отрицательные?

2. Определить  степень окисления азота в  следующих соединениях:

     NH3, N2H4, N2O, N2O4, N2O5, NH2OH, KNO3, Ca(NO2)2, NH4NO3, (NH4)2S.

3. Определить  степень окисления хлора в  следующих соединениях:

     HCl, Cl2O3, Cl2O7, HClO3, Ca(ClO)2, NaClO4, BaCl2.

4. Определить  степень окисления серы в ионах: SO 3 2 , HS − , S2 O 7− , HSO 3 , HSO 4 , S 2 O 3−  .

                                                 −                 2        −       −         2 
 
 
 

                          2. Классификация химических реакций

        Все химические реакции можно  разделить на 2 группы:

1. Обменные  реакции − это реакции, при  которых происходит лишь рекомбинация  ионов

или атомов, но степень их окисления не изменяется.

                                         +1 −1        +1 −2 +1        +1 −1         +1 −2

                                         H Cl + Na O H → Na Cl + H 2 O ,

                               +2     −1         + 1 +6 −2        −2 +6 −2              +1      −1

                               Ca Cl 2 + Na 2 S O 4 → Ca S O 4 ↓ + 2 Na Cl 

2. Окислительно-восстановительные  реакции − это реакции, при  которых происходит из-

менение степени окисления атомов реагирующих  веществ.

                     +1   +7   −2          +1    −1        +2    −1           0        + 1 −1        +1 − 2

                     2K Mn O 4 + 16H Cl → 2Mn Cl 2 + 5Cl 2 + 2K Cl + 8H 2 O ,

                                    −2     +1 −2 +1        0          +4 −2           +1 −2

                                    C 2 H 5 O H + 3O 2 → 2C O 2 + 3H 2 O . 
 
 

                                                      Контрольные вопросы 

Укажите, какие из приведенных реакций  являются окислительно-восстановительными:

     1) 2 Zn + O 2 → 2ZnO ; 

     2) ZnO + N 2 O 5 → Zn ( NO 3 ) 2 ; 

     3) 2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O ; 

     4) I 2 + 2 NaOH → NaIO + NaI + H 2 O ; 

     5) Na 2 CO 3 + CuCl 2 → CuCO 3 ↓ +2 NaCl ; 

     6) 2H 2 S + H 2 SO 3 → 3S + 3H 2 O . 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                                       Стр. 6 из 23 
 

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

                              3. Окислители и восстановители

       Окисление − процесс отдачи  электронов атомом, молекулой или  ионом.

       Восстановление − процесс присоединения  электронов атомом, молекулой или  ионом.

       Окислитель − это частица,  присоединяющая электроны. Окислитель  в ходе реак-

ции восстанавливается, степень окисления его понижается.

       Восстановитель − это частица,  отдающая электроны. Восстановитель  в ходе реак-

ции окисляется, степень его окисления увеличивается.

       Рассмотрим эти положения на  примере реакции цинка с соляной  кислотой. 

                                     0     +1 −1        +2       −1     +1

                                   Zn + 2H Cl → Zn Cl 2 + H 2 ; 

                                     0             +2

                       окисление Zn − 2e → Zn ; Zn − восстановитель;

                                          +1                 0

                      восстановление 2H + 2e → H 2 ; H + − окислитель.

       Окисление и восстановление - стадии  одного процесса, они всегда взаимосвязаны.

       Окислители и восстановители  могут быть как простыми веществами, т. е. состоя-

щими из одного элемента, так и сложными.

       Только окислительные свойства  проявляют:

       - свободные F2 и O2 (атомы этих  элементов обладают наибольшей  электроотрица-

тельностью - 4,0 и 3,5 соответственно и поэтому  могут только присоединять электроны);

       - атомы элементов в составе  простых (H+, K+, Cu2+, Al3+) и сложных  ионов

⎛ +5 − +6 2− +6 2− +7 − ⎞

⎜ N O 3 , S O 4 , Cr2 O 7 , Mn O 4 ⎟ , имеющие высшую положительную степень окисления.

⎝                                  ⎠

Эти атомы  уже отдали все валентные электроны  другим более электроотрицательным атомам и могут только

присоединять  электроны. Высшая положительная степень  окисления соответствует номеру группы, в кото-

рой находится  элемент в периодической системе.

       Только восстановительные свойства  проявляют:

       - атомы металлов в свободном  состоянии (K, Ca, Zn, Al), потому что  они обладают

малой электроотрицательностью  и, следовательно, могут только отдавать электроны;

       - атомы неметаллов, имеющие низшую  отрицательную степень окисления  S 2− ,

      −3

Cl − , N H 3 . Эти атомы имеют полностью  заполненный валентный уровень,  они не могут

больше  присоединять электроны, а способны только отдавать их. Низшую отрицательную

степень окисления атома элемента можно  рассчитать по формуле (8 − № группы) . 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                        Стр. 7 из 23 
 

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

        Атомы, имеющие в соединениях  промежуточные степени окисления,  могут прояв-

                                                                              +4    +4    +3

лять как  окислительные, так и восстановительные  свойства Mn O 2 , S O 2 , N O 2 , Fe 2+ .

                                                                              − 
 
 
 

                                         Контрольные вопросы

1. Как  изменяются окислительно-восстановительные  свойства элементов в периодах  и

    группах периодической системы  элементов Д.И. Менделеева?

2. Почему  металлы обладают только восстановительными  свойствами, а неметаллы − двойст-

    венными свойствами (выступают как  в роли окислителей, так и  роли восстановителей)?

3. Для  каких сложных веществ характерны  только окислительные свойства?

4. Какие  из перечисленных веществ и  за счет каких элементов проявляют  обычно окислительные

    свойства, и какие − восстановительные?  Указать те из них, которые  обладают окислительно-

    восстановительной двойственностью: H2S, SO2, CO, Zn, F2, NaNO2, KMnO4, HClO, H2SbO3.

5. В каких  уравнениях реакций оксид марганца  проявляет свойства окислителя, а в каких − восстановителя:

    а) 2MnO2+2H2SO4→2MnSO4+O2+2H2O;

    б) 2MnO2+O2+4KOH→2K2MnO4+2H2O;

    в) MnO2+H2→MnO+H2O;

    г) 2MnO2+3NaBiO3+6HNO3→2HMnO4+3BiONO3+3NaNO3+2H2O. 
 

               4. Типы окислительно-восстановительных  реакций

        Различают три типа окислительно-восстановительных  реакций:

        1. Межмолекулярные реакции −  степень окисления изменяют атомы,  входящие в

состав  разных исходных веществ: 

                                    0       +3     −2       +3   −2       0

                                   2Al + Cr2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr . 

        2. Внутримолекулярные реакции −  атомы, изменяющие степень окисления,  входят

в состав одного соединения: 

                                        +1 +5 −2        +1 −1         0

                                        2K Cl O3 → 2K Cl + 3O 2 . 

        3. Реакции диспропорционирования  − атомы одного элемента проявляют  свойства

окислителя  и восстановителя:

                                           +1 −1        0        +2 −1

                                          2Cu I → Cu + Cu I 2 
 
 

ГОУ ВПО  УГТУ-УПИ – 2005                                                                        Стр. 8 из 23 
 

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

                            5. Составление уравнений

                     окислительно-восстановительных реакций

       Применяют два метода составления  уравнений окислительно-восстановительных

реакций: метод электронного баланса и  метод ионно-электронного баланса (метод  полу-

реакций). 
 

                              5.1. Метод электронного баланса

       В основу метода положено определение  степеней окисления атомов в  исходных

веществах и продуктах реакции с последующим  нахождением числа электронов, отдан-

ных восстановителем  и присоединенных окислителем.

       Метод подбора коэффициентов  с помощью электронного баланса  складывается из

следующих этапов:

       1) записывают формулы исходных  веществ и продуктов реакции;