Статья: Окислительно-восстановительные процессы и растворы электролитов

Окислительно-восстановительные процессы

Данные процессы протекают с изменением степени окисления некоторых или всех элементов.

Рассмотрим общие понятия, которые необходимо знать:

1. Окисление - это процесс, который заключается в отдаче электронов атомом / молекулой / ионом.

   Например, если отрицательно заряженный ион хлора будет отдавать электрон, то после этого он станет нейтральным атомом: ${Cl^{-} - e = Cl^{0}}$.

2. Восстановление – это процесс присоединения электронов.

   Например, когда атом присоединяет электроны, то он становится отрицательно заряженным ионом: ${S^{0} + 2e = S^{2-}}$.

   Когда положительно заряженный ион присоединяет электроны, то его заряд уменьшается: ${S^{+6} + 2e = S^{+4}}$.

3. Окислитель - это атом / молекула / ион, который принимает электроны.

4. Восстановитель - это атом / молекула / ион, который отдает электроны.

Из этого следует, что восстановитель окисляется, а окислитель восстанавливается.

Рисунок 1. Таблица.

В таблице выше показано, что с уменьшением атомного радиуса увеличиваются окислительные свойства, а с увеличением атомного радиуса увеличиваются восстановительные свойства.

Рассмотрим примеры восстановителей и окислителей:

Восстановители.

Типичными восстановителями являются атомы, которые на внешнем электронном уровне содержат 1 - 3 электронов. Поэтому сильными восстановителями являются элементы I - II групп главных подгрупп (щелочноземельные и щелочные металлы), также Al, Zn, Fe.

К восстановителям, которые имеют большое значение в практической химии, относятся:

• углерод,
• оксид углерода (II),
• сульфит и гидросульфит натрия,
• активные металлы,
• водород.

Окислители.

Типичными окислителями являются атомы, которые на внешнем электронном уровне содержат 7,6,5 или 4 электрона. Поэтому сильными окислителями являются элементы VI и VII групп, слабыми - элементы IV группы.

К окислителям, которые часто используются в лабораториях, относятся:

• кислород,
• азотная кислота,
• концентрированная серная кислота,
• оксид марганца (IV),
• перманганат калия,
• хромат калия,
• галогены.

Растворы электролитов

К растворам электролитов относят растворы, которые содержат заряженные частицы, а элементы, которые обладают ионной проводимостью, называют электролитами.

Выделяют сильные и слабые электролиты:

1. К сильным электролитам относятся почти все соли, определенные кислоты (${HCl, HBr, HI, HNO_3, HClO_4, H_2SO_4}$), основания (${LiOH, NaOH, KIH, RbOH, CsOH, Ca(OH)_2, Sr(OH)_2, Ba(OH)_2}$).
2. К слабым электролитам относятся: ${H_2S, H_2CO_3, Al(OH)_3, NH_3 \cdot H_2O}$ и др.