Окислительно-восстановительные реакции (редокс-реакции) — это химические реакции, в которых происходит передача электронов от одного вещества к другому. При этих реакциях одно вещество теряет электроны и окисляется, а другое приобретает электроны и восстанавливается.

Природа окислительно-восстановительных реакций

Окисление — это процесс, при котором вещество теряет электроны. Окислитель — это агент, который заставляет другое вещество окисляться, сам при этом восстанавливаясь.

Восстановление — это процесс, при котором вещество приобретает электроны. Восстановитель — это агент, который способствует восстановлению другого вещества, сам при этом окисляясь.

В ходе реакции изменение степени окисления и является основным признаком редокс-реакций. Степень окисления элемента показывает, сколько электронов он может потерять или приобрести.

Как определить окислитель и восстановитель:Определение степеней окисления. Для каждого элемента в соединении определите его степень окисления.Изменение степеней окисления. Найдите вещества, у которых степень окисления увеличилась (они окисляются), и вещества, у которых степень окисления уменьшилась (они восстанавливаются).Назначение ролей: Вещество, потерявшее электроны (окисляет), является восстановителем, а вещество, которое приобрело электроны (восстанавливает), является окислителем.Составление электронно-ионных уравнений:

Идентификация основных компонентов реакции. Определите, какие вещества участвуют в реакции и как меняются их степени окисления.

Разделение на полуреакции. Разделите реакцию на две полуреакции: одну для окисления и другую для восстановления.

Окислительная полуреакция: Например, ( \text{A} \rightarrow \text{A}^{n+} + ne^- ) (где A — элемент, теряющий электроны).Восстановительная полуреакция: Например, ( \text{B}^{m+} + ne^- \rightarrow \text{B} ) (где B — элемент, который получает электроны).

Сбалансировать электроны. Убедитесь, что число потерянных и приобретенных электронов одинаково. В противном случае умножьте полуреакции на нужные коэффициенты.

Сложите полуреакции. Объедините oбe полуреакции, чтобы получить общее уравнение реакции. При этом электроны должны взаимно уничтожаться.

Добавление ионов и воды (если необходимо): Если реакция происходит в водном растворе, добавьте ионы и воду для компенсации заряда и атомов в зависимости от условий, например, кислородом или водородом.

Пример:

Рассмотрим реакцию между железом и медью(II) сульфатом:

[
\text{Fe} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{Cu}
]

Определение степеней окисления:

Fe: 0 (в элементарном состоянии) → +2 (в FeSO₄)Cu: +2 (в CuSO₄) → 0 (в элементарном состоянии)

Разделение на полуреакции:

Окисление: ( \text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2e^- )Восстановление: ( \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} )

Сложение полуреакций:

( \text{Fe} + \text{Cu}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + \text{Cu} )

Таким образом, окислительно-восстановительные реакции являются важной частью химии, и их понимание позволяет предсказать поведение веществ в различных химических процессах.