Как в химии определить кто восстановитель, а кто окислитель

Многие могут даже не догадываться о том, насколько важна химия как для человека, так и природы. И в таких простых и привычных явлениях, как, например, дыхание, брожение заложен химический процесс.

В данных случаях речь идет об окислительно-восстановительных реакциях, или ОВР. Их часто можно встретить в работе техники, например, аккумулятора. Тему окислительно-восстановительных реакций проходят ученики на уроке химии в 9 классе. Качественно разобраться в этой теме поможет данная статья.

Окислительно-восстановительные реакции – это такие химические реакции, в процессе которых у атомов происходит повышение или, наоборот, понижение степени окисления.

Степень окисления изменяется из-за того, что в процессе реакции атом какого-либо элемента полностью или частично отдает атому другого свои электроны. То есть, в каждой ОВР обязательно происходит одновременно два процесса, связанного с электронами:

• их отдача;
• их присоединение.

Первый процесс называется окислением, а второй – восстановлением. Тот элемент, который отдает электроны, называется восстановителем, а тот, который их принимает, — окислителем.

Реакции окисления и восстановления

Что такое окисление

Давайте повторим еще раз. Окисление – это один из процессов ОВР, в результате которого атом отдает электроны и у элемента повышается степень окисления. Рассмотрим уравнение реакции окисления. Калий отдал 1 электрон, но его степень окисления повысилась.

• К⁰- 1ē –> K⁺

При этом, калий является восстановителем.

Что такое восстановление

В результате восстановления атом элемента принимает электроны, и его степень окисления понижается. Например, сера. Она принимает 2 электрона и становится отрицательно заряженной.

• S⁰+2ē –> S^-2

При этом сера – окислитель.

Восстановители и окислители

Как определить, кто восстановитель, а кто окислитель?

Окислителем в реакции будет атом, принимающий электроны (сера в ранее рассмотренном примере). Он, присоединяя к себе частицы, восстанавливается, то есть происходит восстановление. К окислителям относят:

1. Типичные неметаллы. Наиболее сильные окислительные свойства будет проявлять фтор.
2. Кислоты, содержащие кислород, и их соли. Например, азотная кислота HNO₃, концентрированная серная кислота H₂SO₄.

Восстановитель – атом, отдающий электроны другому атому (калий в ранее приведенном примере). Он, отдавая частицу, окисляется – происходит реакция окисления. Восстановителями будут:

1. Все типичные металлы: цинк, железо и другие.
2. Некоторые неметаллы, например, водород.
3. Кислоты, не содержащие кислород (HCl, HBr и др.), и их соли.
4. Катионы металлов в низшей степени окисления, например, Fe²⁺.

Окислительно-восстановительная двойственность

Слово «двойственность» уже подсказывает о том, что атомы и ионы будут обладать двумя свойствами сразу. И правда, некоторые из них действительно могут быть и восстановителями, и окислителями. Окислительно-восстановительным веществом может быть железо с валентностью II.

Так, оно может отдать электрон, и степень окисления у него повысится (восстановитель):

• Fe²⁺-1ē –> Fe³⁺

Однако это же самое железо может принять электроны, и степень окисления понизится (окислитель):

• Fe²⁺+2ē –> Fe⁰

Как расставить коэффициенты в ОВР с помощью метода электронного баланса

Данный метод подразумевает, что в процессе реакции количество отдаваемых одним атомом электронов равняется количеству принимаемых другим атомом, то есть создается баланс.

Воспользуемся этим методом и расставим коэффициенты, а в качестве примера возьмем реакцию меди с разбавленной азотной кислотой.

1. Схематично изобразить реакцию и определить степени окисления исходных и полученных в результате реакции элементов.
2. Составить уравнения полуреакций окисления и восстановления, отметить, кто является восстановителем, а кто окислителем:

• Cu⁰-2ē –> Cu⁺² (окисление, Cu⁰ – восстановитель)
• N⁺⁵+3ē –> N⁺² (восстановление, N⁺⁵ – окислитель)

1. Найти минимальное общее кратное отданных (2) и принятых (3) электронов. Это будет число 6, так как оно делится и на 2, и на 3 без остатка. Разделить общее кратное с отданными, а потом с принятыми частицами и записать рядом:

• Cu⁰-2ē –> Cu⁺² |3|
• N⁺⁵+3ē –> N⁺² |2|

1. 3 поставить перед формулой меди и нитрата меди, а 2 – перед формулой оксида азота:

HNO₃+3Cu –> 3Cu(NO₃)₂+2NO+H₂O

1. В правой части атомов азота 8, поэтому нужно уравнять с левой частью. Поставить коэффициент 8 перед формулой азотной кислоты:

8HNO₃+3Cu –> 3Cu(NO₃)₂+2NO+H₂O

1. Уравнять количество атомов водорода. В левой части их 8, поэтому справа нужно доставить коэффициент 4.

8HNO₃+3Cu –> 3Cu(NO₃)₂+2NO+4H₂O

1. Подсчитать количество атомов кислорода слева и справа. Если значения совпадают, то коэффициенты в окислительно-восстановительной реакции расставлены правильно.

Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:

Остались вопросы? Задайте их эксперту!

Максим Муратов

Эксперт по подготовке к ЕГЭ, ОГЭ и ВПР

Задать вопрос

Закончил Московский физико-технический институт (Физтех) по специальности прикладная физика и математика. Кандидат физико-математичеких наук. Преподавательский стаж более 10 лет. Соучредитель курсов ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu.