Часть И. ОБЩАЯ
ХИМИЯ
Раздел 7.
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦІЇ.ЕЛЕКТРОЛІЗ
§
7.2. Важнейшие окислители и восстановители
Восстановители и окислители могут быть как
простыми веществами, то есть такими, которые состоят из одного элемента, так и
сложными.
Согласно их места в периодической
системе элементов атомы большинства металлов содержат на внешнем энергетическом
уровне 1-2 электрона. Поэтому в химических реакциях они отдают валентные электроны,
то есть окисляющиеся. Металлы проявляют восстановительные свойства.
В
периодах с увеличением порядкового номера элемента восстановительные свойства простых
веществ понижаются, а окислительные - возрастают и становятся максимальными у галогенов.
Например, в III периоде
натрий - самый активный в периоде восстановитель, а хлор - самый активный в периоде
окислитель.
У элементов главных подгрупп с
повышением порядкового номера усиливаются восстановительные свойства и ослабляются
окислительные. Лучшие восстановители-щелочные металлы, а самые активные из них - Fr
и Cs. Лучшие окислители - галогены.
Элементы главных подгрупп IV - VII групп (неметаллы) могут как отдавать, так и
присоединять электроны и проявлять восстановительные и окислительные свойства.
Таблица
7.1. Важнейшие восстановители и окислители
|
Восстановитель
|
Окислитель
|
|
Металлы,
водород, уголь Оксид углерода(II) СО Сероводород H2S, оксид сульфуpy(IV) SO2, сульфитная кислота H2SO3 и ее соли
|
Галогены
Перманганат
калия КМnВ4,
манганат калия К2МnО4,
оксид марганца(ИV)
MnO2?
|
|
Йодоводнева
кислота Нl,
бромо водородная кислота НВr,
хлоровод нева кислота НСl
|
Дихромат
калия К2Сr2О7, хромат калия К2СrO4 Азотная кислота HNO3
|
|
Хлорид
олова(II) SnCl2, сульфат железа(II) FeSO4, сульфат марганца(II) MgSO4, сульфат хрома(III) Cr2(SO4)3
|
Кислород O2, озон О3, пероксид
водорода Н2О2
Сульфатная
кислота H2SO4 (конц.),
селенатна кислота H2SeO4
|
|
Нітритна
кислота HNO2, аммиак NH3, гидразин N2H4, оксид азота(II) NO
Фосфітна
кислота Н3РО3
|
Оксид
купруму(II) СuО,
оксид аргентуму(И) Аg2О, оксид свинца(ИV) PbO2 Ионы благородных металлов (Аg, Аu3+ и т.д.)
|
|
Альдегиды,
спирты, муравьиная и оксалатна кислоты, глюкоза
|
Хлорид
железа(III) FeCl3 Гипохлориты, хлораты и перхлорати
|
|
Катод под
время электролиза
|
Царская
водка, смесь концентрированных азотной и плавиковой кислот Анод во время
электролиза
|
Исключением является фтора. Он выявляет только
окислительные свойства, так как имеет наибольшую относительную электроотрицательности (см.
табл. 2.2).
Элементы побочных подгрупп (парных рядов
больших периодов) имеют металлический характер, поскольку на внешнем
энергетическом уровне их атомов содержатся 1-2 электроны. Поэтому их простые вещества
являются восстановителями. Следовательно, в отличие от простых веществ - металлов, которые выступают в
роли восстановителей, простые вещества - неметаллы проявляют себя и как окислители, и
как восстановители.
Окислительные или восстановительные свойства
сложных веществ зависят от степени окисления атома данного элемента.
+7
+4
+2
Например, КМnВ4, МnО2, MnSO4. В первой соединении марганец имеет
максимальную степень окисления и не может его больше повышать. Он может
только присоединять электроны, а значит, КМnO4 может быть только окисником. В
третий соединении в мангану самый низкий степень окисления - она может быть только
восстановителем. Во второй соединении марганец имеет промежуточную степень окисления (+4), а
поэтому она может быть и восстановителем, и окисником; все зависит от условий течения
реакции и веществ, с которыми будет взаимодействовать МnО2. Сложные анионы, содержащие атомы
с высокой степенью окисления, также являются окислителями.
+5
+7 +6 +5
+7
Например,
NO-3,
МnО-4,
Сr2О2-7,
СlO-4,
СlВ-4
т.д. Окислительные свойства обуславливает атом с высокой степенью окисления, а целый
анион, например не Мn+7, а весь анион МnO4-. Элементарные анионы проявляют только
восстановительные свойства. Например, F-, Сl- , r-, l-, S2- и др.
Важнейшие восстановители и окислители
представлены в табл. 7.1.