Окислительно-восстановительные реакции имеют большое значение в природе - как в живой, так и неживой. Например, процесс горения - это окислительно-восстановительная реакция, в которой кислород
воздуха выступает в качестве окисника. Процессы фотосинтеза, дыхания, пищеварения-все это является окислительно-восстановительные реакции.
За изменением степеней окисления элементов, которые входят в состав исходных веществ и продуктов реакции, химические реакции можно разделить на две большие группы. К первой относятся реакции, происходящие без изменения степеней окисления элементов. К таким реакциям относят, например, ионообменные реакции. Ко второй группе относятся реакции, происходящие с изменением степеней окисления элементов, которые входят в состав исходных веществ и продуктов реакции. Такие реакции называются окислительно-восстановительными.
Таким образом, Окислительно-восстановительные реакции - это реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.
Степень окисления - это условный заряд, который приобрел бы атом в молекуле, при условии, что все электронные пары его химических связей сместились бы к более электроотрицательного атома.
Например, электроотрицательности Лития 1, а Фтора - 4, поэтому в молекуле фторида лития Фтора считают отрицательно заряженным, а Литий - положительно Li F. Под степенью окисления можно также понимать условный заряд атома элемента в соединении, исходя из предположения, что соединение состоит из ионов. Степень окисления атома, который образует простой ион (состоит из одного атома) равна этого заряда иона:
Ca2+ - (заряд иона обозначают справа от символа, а степень окисления над символом) Кальций проявляет степень окисления +2.
Понятие степень окисления имеет в определенной степени формальный характер; он не равно действительному (эффективном) заряда атома. Но это понятие является удобным при квалификации веществ, а особенно - при составлении уравнений реакций.
Высочайший степень окисления элемента часто совпадает с номером группы, в которой расположен элемент в периодической системе элементов.
Самый низкий степень окисления элемента для неметаллов можно рассчитать следующим образом: номер группы отнять восемь.
Например, в Азота может быть разный степень окисления в соединениях: NH3, N2 O, NO , N2 O3, NO2, N2 O5. Наивысший уровень окисления -+5, а самый низкий - (-3).
Процесс отдавания электронов называют процессом окисления. Частицы, которые отдают электроны, являются восстановителями, в процессе реакции они окисляющиеся (степень окисления их повышается). Процесс присоединения электронов называют процессом восстановления. Частицы, которые присоединяют электроны, являются окислителями, во время реакции восстанавливаются (степень окисления снижается). Окислитель окисляет иное вещество, сам при этом восстанавливается. Восстановитель восстанавливает иное вещество, сам при этом окисляется.
Элементы, которые находятся в высокой степени окисления, могут только восстанавливаться, то есть быть окислителями, потому что их атомы способны лишь принимать электроны.
Элементы, которые находятся в низшей ступени окисления, могут лишь принимать электроны т.е. быть восстановителями. Вещества, содержащие элементы в промежуточных степенях окисления, могут как отдавать, так и принимать электроны.