Для определения степени окисления используют следующие правила:
1. Степень окисления элемента в простом веществе равна нулю (Н20, О30, N20, металлы);
2. Постоянную степень окисления имеют элементы:
- щелочных металлов (+1);
- щелочноземельных металлов (+2);
- кислорода (-2), кроме пероксидов (-1), фторида кислорода ОF2 (+2);
- водорода (+1) (кроме гидридов металлов (-1).
3. Сумма степеней окисления всех элементов в соединении равна нулю, а в сложном ионе равна заряду иона.
Для элементов, имеющих непостоянную степень окисления, её значение можно определить, зная формулу соединения и степень окисления одного из элементов.
Пример определения степени окисления в соединениях: СО, СН4, NН3, Cl2O7, С2Н5OH. Степень окисления кислорода (-2), водорода (+1).
СО x+(-2)=0 x=+2 С+2О-2,
Cl2O7 2x+7(-2)=0 x=+7 Cl2+7O7-2,
СН4 x+4(+1)=0 x=-4 С-4H4+1,
NН3 x+3(+1)=0 x=-3 N-3H3+1,
С2Н5OH 2x+6(+1)+(-2)=0 x=-2 C2-2H5+1O-2H+1,
Химические реакции делятся на два типа:
Реакции, в которых происходит изменение степеней окисления элементов, входящих в состав взаимодействующих соединений, называются окислительно-восстановительными.
Примером окислительно-восстановительной реакции является взаимодействие металла с кислотой:
Zn0 + 2H+1Cl-1 = Zn+2 Cl2-1 + H20↑,
Окисление − это процесс отдачи электронов веществом, сопровождающийся повышение степени окисления элемента.
Zn0 - 2ē = Zn+2,
Восстановление − это процесс присоединения электронов веществом, сопровождающийся понижением степени окисления элемента.
2H+1 + 2ē = H20,
Окислитель − вещество, принимающие электроны в процессе реакции.
Восстановитель − вещество, отдающие электроны в процессе реакции.
Химические реакции можно разделить на следующие группы:
1. Протекающие без изменения степени окисления реагирующих веществ:
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl↓,
2. Окислительно-восстановительные реакции, в результате чего изменяется степень окисления реагента (или нескольких):
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O,
Окисление – явление, в результате чего частица отдает электрон, в результате чего он имеет положительный заряд:
Mg0 - 2e = Mg2+,
Br- - e = Br0.
Восстановление – явление, в результате чего частица с вакантным местом принимает электрон.
Mn0 – 2e = Mn+2,
Окислитель в ходе процесса принимает е-, а восстановитель отдает его. Окислитель восстанавливается, а восстановитель – окисляется. Тип связи тут не играет значения.
Одним из типов реакций является диспропорционирование – явление, когда одно и то же вещество является и восстановителем и окислителем:
HOCl + HCl = Cl2+ H2O.