Окисно-відновна реакція

О́кисно-відно́вна реа́кція (Шаблон:Lang-old-uk) — хімічна реакція, яка відбувається зі зміною ступеня окиснення атомів, що входять до складу реагентів, і реалізується перерозподілом електронів між атомом-окисником та атомом-відновником.

Опис

У процесі окисно-відновної реакції відновник віддає електрони, тобто окиснюється; окисник приєднує електрони, тобто відновлюється. Причому будь-яка окисно-відновна реакція являє собою єдність двох протилежних перетворень — окиснення та відновлення, що відбуваються одночасно та без відриву одне від одного.

$\mathrm{A}\mathrm{-}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}{\mathrm{A}}^{\mathrm{+}}$

Окиснення: Речовина A як відновник віддає один електрон.

$\mathrm{B}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}{\mathrm{B}}^{\mathrm{-}}$

Відновлення: Речовина В як окисник приймає електрон.

$\mathrm{A}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{⟶}{\mathrm{A}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{B}}^{\mathrm{-}}$

Окисно-відновна реакція: Речовина А віддає електрон речовині В.

Окиснення

При окисненні речовини в результаті віддачі електронів збільшується її ступінь окиснення. Атоми окисника називаються акцепторами електронів на противагу атомам відновника, що втрачають електрони і тому називаються донорами. У деяких випадках, молекула вихідної сполуки може стати нестабільною та розпастися на стабільніші та дрібніші складові. При цьому деякі з атомів мають більш високий ступінь окиснення, ніж ті ж самі атоми у вихідній молекулі.

Окисник, коли приймає електрони, набуває відновних властивостей та перетворюється в спряжений відновник:

окисник + e− ↔ спряжений відновник.

Відновлення

При відновленні атоми та йони приєднують електрони. При цьому відбувається пониження ступеня окиснення елементу. Приклади: відновлення оксидів металів до вільних металів за допомогою водню, вуглецю, інших речовин; відновлення органічних кислот в альдегіди та спирти; гідрогенізація жирів та ін.

Відновник, що віддає електрони, набуває окиснювальних властивостей та перетворюється у спряжений окисник:

відновник — e− ↔ спряжений окисник.

Види окисно-відновних реакцій

• міжмолекулярні — реакції, в яких атоми, що відновлюються та окиснюються знаходяться в різних молекулах, наприклад:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

• внутрішньомолекулярні — реакції, в яких атоми, що відновлюються та окиснюються знаходяться в одній і тій ж самій молекулі, наприклад:

$\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

• компропорціонування (репропорціонування)

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

• диспропорціонування (самоокиснення-самовідновлення) — реакції, в яких атоми одного елементу перетворюються на речовину (речовини) зі змінною ступенів окиснення, наприклад:

$\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Приклади

Файл:16. Реакција меѓу силно оксидационо и редукционо средство.webm В окисно-відновних реакціях електрони від одних атомів, молекул чи йонів переходять до інших.

Окиснення

Процес віддачі електронів — окиснення. При цьому ступінь окиснення підвищується:

${\text{H}}_2^0-2{\text{e}}^{-}\to 2{\text{H}}^{+}$

${\text{S}}^{-2}-2{\text{e}}^{-}\to {\text{S}}^0\downarrow$

${\text{Al}}^0-3{\text{e}}^{-}\to {\text{Al}}^{+3}$

${\text{Fe}}^{+2}-{\text{e}}^{-}\to {\text{Fe}}^{+3}$

$2{\text{Hal}}^{-}-2{\text{e}}^{-}\to {\text{Hal}}_2^0$

Відновлення

Процес приєднання електронів — відновлення. При цьому ступінь окиснення понижується:

${\text{Hal}}_2^0+2{\text{e}}^{-}\to 2{\text{Hal}}^{-}$

${\text{O}}_2^0+4{\text{e}}^{-}\to 2{\text{O}}^{-2}$

${\text{Mn}}^{+7}+5{\text{e}}^{-}\to {\text{Mn}}^{+2}$

${\text{Mn}}^{+4}+2{\text{e}}^{-}\to {\text{Mn}}^{+2}$

${\text{Cr}}^{+6}+6{\text{e}}^{-}\to 2{\text{Cr}}^{+3}$

Окисно-відновна реакція між воднем та фтором

${\stackrel{0}{\text{H}}}_2+{\stackrel{0}{\text{F}}}_2\to 2\stackrel{+1}{\text{H}}\stackrel{-1}{\text{F}}$

Поділяється на дві напівреакції:

1) Окиснення:

${\text{H}}_2^0-2{\text{e}}^{-}\to 2{\text{H}}^{+}$

2) Відновлення:

${\text{F}}_2^0+2{\text{e}}^{-}\to 2{\text{F}}^{-}$

Атоми та йони, які в даній реакції приєднують електрони є окисниками, а які віддають електрони — відновниками.

Див. також

• Окисно-відновний потенціал
• Реакції відновлення у біологічних системах

Джерела

• Шаблон:Глінка Загальна хімія

Посилання

• ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ // Фармацевтична енциклопедія