Най-важното от урока
Степен на окисление: Условен заряд, който помага да се проследи движението на електрони. Сумата в неутрална молекула е 0.
Окисление: Отдаване на e⁻, повишаване на степента на окисление (напр. \(\text{Fe}^{0} \rightarrow \text{Fe}^{+2}\)).
Редукция: Приемане на e⁻, понижаване на степента на окисление (напр. \(\text{S}^{0} \rightarrow \text{S}^{-2}\)).
Редуктор: Веществото, което се окислява (отдава e⁻).
Окислител: Веществото, което се редуцира (приема e⁻).
Окисление: Отдаване на e⁻, повишаване на степента на окисление (напр. \(\text{Fe}^{0} \rightarrow \text{Fe}^{+2}\)).
Редукция: Приемане на e⁻, понижаване на степента на окисление (напр. \(\text{S}^{0} \rightarrow \text{S}^{-2}\)).
Редуктор: Веществото, което се окислява (отдава e⁻).
Окислител: Веществото, което се редуцира (приема e⁻).
Степен на окисление е условният заряд на атомите в химичните съединения, който биха получили те, ако се приеме, че връзките са йонни. Означава се със знак (+ или -) и число над химичния знак.
В молекулата на водата (\(\text{H}_{2}\text{O}\)) водородът е от \(+1\) степен на окисление, а кислородът от \(-2\). Записва се: \(\text{H}_{2}^{+1}\overset{-2}{\text{O}}\).
Каква е степента на окисление на елементите в простото вещество кислород (\(\text{O}_{2}\))?
Отговор: В простите вещества степента на окисление винаги е нула (\(0\)). Записваме: \(\overset{0}{\text{O}}_{2}\).
1. В простите вещества степента на окисление е нула (напр. \(\overset{0}{\text{Na}}\), \(\overset{0}{\text{Cl}}_{2}\)).
2. Водородът (H) в съединенията е почти винаги от +1 степен на окисление.
3. Кислородът (O) в съединенията е почти винаги от -2 степен на окисление.
4. Металите в съединенията са винаги от положителна степен на окисление.
5. Алгебричната сума от степените на окисление на всички атоми в една молекула е нула.
За да намерите неизвестна степен на окисление (х) в съединение, съставете уравнение.
Пример: Определяне на степента на окисление на азота (N) в \(\text{HNO}_{3}\).
Знаем: H е +1, O е -2.
Уравнение: \(1 \cdot (+1) + 1 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0\)
\(1 + x - 6 = 0 \Rightarrow x - 5 = 0 \Rightarrow x = +5\).
Следователно степента на окисление на азота е +5: \(\text{H}\overset{+5}{\text{N}}\text{O}_{3}\).
Пример: Определяне на степента на окисление на азота (N) в \(\text{HNO}_{3}\).
Знаем: H е +1, O е -2.
Уравнение: \(1 \cdot (+1) + 1 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0\)
\(1 + x - 6 = 0 \Rightarrow x - 5 = 0 \Rightarrow x = +5\).
Следователно степента на окисление на азота е +5: \(\text{H}\overset{+5}{\text{N}}\text{O}_{3}\).
Определете степента на окисление на сярата (S) в сярната киселина (\(\text{H}_{2}\text{SO}_{4}\)).
Означаваме степента на окисление на S с \(x\).
Знаем: H е +1, O е -2.
Уравнение: \(2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0\)
\(2 + x - 8 = 0 \Rightarrow x - 6 = 0 \Rightarrow x = +6\).
Отговор: Степента на окисление на сярата е +6.
Знаем: H е +1, O е -2.
Уравнение: \(2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0\)
\(2 + x - 8 = 0 \Rightarrow x - 6 = 0 \Rightarrow x = +6\).
Отговор: Степента на окисление на сярата е +6.
Окисление е процес на отдаване на електрони, при който степента на окисление се повишава.
Редукция е процес на приемане на електрони, при който степента на окисление се понижава.
Окислението и редукцията винаги протичат едновременно! Процесите се наричат окислително-редукционни.
При реакцията \(2\text{Mg} + \text{O}_{2} \rightarrow 2\text{MgO}\):
- Магнезият се окислява: \(\overset{0}{\text{Mg}} - 2e^{-} \rightarrow \overset{+2}{\text{Mg}}\) (степента се повишава от 0 на +2)
- Кислородът се редуцира: \(\overset{0}{\text{O}} + 2e^{-} \rightarrow \overset{-2}{\text{O}}\) (степента се понижава от 0 на -2)
В процеса \(\overset{0}{\text{Cl}} + 1e^{-} \rightarrow \overset{-1}{\text{Cl}}\) хлорът окислява ли се или се редуцира?
Отговор: Хлорът се редуцира, защото приема електрон и степента му на окисление се понижава от 0 на -1.
Редуктор е атом или йон, който отдава електрони и се окислява (повишава степента си на окисление).
Окислител е атом или йон, който приема електрони и се редуцира (понижава степента си на окисление).
При реакцията \(\text{Cu}\overset{+2}{\text{O}} + \overset{0}{\text{C}} \rightarrow \overset{0}{\text{Cu}} + \text{C}\overset{+2}{\text{O}}\):
- Въглеродът (\(\overset{0}{\text{C}}\)) отдава електрони и се окислява до \(\overset{+2}{\text{C}}\). Следователно, въглеродът е редуктор.
- Медният йон (\(\overset{+2}{\text{Cu}}\)) приема електрони и се редуцира до \(\overset{0}{\text{Cu}}\). Следователно, медният йон е окислител.
В реакцията \(\overset{0}{\text{Zn}} + 2\text{H}\overset{+1}{\text{Cl}} \rightarrow \text{Zn}\overset{+2}{\text{Cl}}_{2} + \overset{0}{\text{H}}_{2}\) определете кое вещество е редуктор и кое окислител.
Цинкът (\(\overset{0}{\text{Zn}}\)) повишава степента си на окисление до +2. Той се окислява и е редуктор.
Водородът (\(\overset{+1}{\text{H}}\)) понижава степента си на окисление до 0. Той се редуцира и е окислител.
Водородът (\(\overset{+1}{\text{H}}\)) понижава степента си на окисление до 0. Той се редуцира и е окислител.
Задачи за упражнение
Лесна: Определете степените на окисление на всички елементи в съединението \( \text{Na}_{2}\text{S} \) (динатриев сулфид).
Натрият (Na) е метал от IА група и е винаги от +1 степен на окисление.
Означаваме степента на сярата (S) с \(x\).
Сумата от степените на окисление е 0: \(2 \cdot (+1) + x = 0 \Rightarrow 2 + x = 0 \Rightarrow x = -2\).
Отговор: \(\overset{+1}{\text{Na}}_{2}\overset{-2}{\text{S}}\).
Означаваме степента на сярата (S) с \(x\).
Сумата от степените на окисление е 0: \(2 \cdot (+1) + x = 0 \Rightarrow 2 + x = 0 \Rightarrow x = -2\).
Отговор: \(\overset{+1}{\text{Na}}_{2}\overset{-2}{\text{S}}\).
Средна: Определете степените на окисление на елементите в калиев перманганат (\(\text{KMnO}_{4}\)).
Калият (K) е алкален метал, винаги от +1. Кислородът (O) е от -2. Неизвестна е степента на мангана (Mn) - \(x\).
Уравнение: \(1 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0\)
\(1 + x - 8 = 0 \Rightarrow x - 7 = 0 \Rightarrow x = +7\).
Отговор: \(\overset{+1}{\text{K}}\overset{+7}{\text{Mn}}\overset{-2}{\text{O}}_{4}\).
Уравнение: \(1 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0\)
\(1 + x - 8 = 0 \Rightarrow x - 7 = 0 \Rightarrow x = +7\).
Отговор: \(\overset{+1}{\text{K}}\overset{+7}{\text{Mn}}\overset{-2}{\text{O}}_{4}\).
Трудна: За реакцията \(\overset{0}{\text{Ca}} + 2\text{H}_{2}\overset{+1}{\text{O}} \rightarrow \overset{+2}{\text{Ca}}(\text{OH})_{2} + \overset{0}{\text{H}}_{2}\) определете:
1. Кой елемент се окислява и кой се редуцира?
2. Кое вещество е окислител и кое е редуктор?
1. Кой елемент се окислява и кой се редуцира?
2. Кое вещество е окислител и кое е редуктор?
Проследяваме промените в степените на окисление:
1. Калцият се окислява. Водородът се редуцира.
2. Калцият (\(\text{Ca}\)) е редуктор. Водата (\(\text{H}_{2}\text{O}\)) е окислител (по-точно водородните атоми в нея).
- Калций (Ca): от \(\overset{0}{\text{Ca}}\) става \(\overset{+2}{\text{Ca}}\). Степента на окисление се повишава.
- Водород (H): от \(\overset{+1}{\text{H}}\) (в \(\text{H}_{2}\text{O}\)) става \(\overset{0}{\text{H}}\) (в \(\text{H}_{2}\)). Степента на окисление се понижава. (Част от водорода остава +1 в Ca(OH)₂).
1. Калцият се окислява. Водородът се редуцира.
2. Калцият (\(\text{Ca}\)) е редуктор. Водата (\(\text{H}_{2}\text{O}\)) е окислител (по-точно водородните атоми в нея).
