Окислително-редукционните процеси са реакции с обмен на електрони. Окислението е отдаване на електрони, а редукцията е приемане на електрони. Веществото, което отдава електрони, е редуктор, а това, което ги приема, е окислител.
Какво са окислително-редукционни процеси
При реакциите C + O2 = CO2 и 2H2S + O2 = 2H2O + S кислородът е окислител и протича окисление. При реакциите CuO + C = Cu + CO и ZnO + C = Zn + CO въглеродът е редуктор и протича редукция. Следователно C и H2S са редуктори в първата група, а CuO и ZnO са окислители във втората. Двата процеса са неразделими, затова се наричат окислително-редукционни процеси.
Окисление и редукция чрез електронен обмен
Същото се вижда при йонни реакции: SnCl2 + Cl2 = SnCl4, или Sn2+ + Cl2 = Sn4+ + 2Cl-; SnCl2 + HgCl2 = SnCl4 + Hg, или Sn2+ + Hg2+ = Sn4+ + Hg; 2HI + Br2 = 2HBr + I2, или 2I- + Br2 = 2Br- + I2. В тях Cl2, HgCl2 и Br2 действат като окислители, а SnCl2 и HI като редуктори.
Затова понятията окисление, окислител, редукция и редуктор се определят чрез промяната на зарядите на йоните, тоест чрез електронния обмен.
- Окислението е отдаване на електрони: положителният заряд расте.
- Редукцията е приемане на електрони: положителният заряд намалява.
- Редукторът отдава електрони (електронен донор), окислителят ги приема.
- Окисляването и редукцията винаги протичат заедно.
Силни редуктори и катод
Първите метали в електроафинитетния ред, K, Na и други, са с изразена електронодонорна функция и са силни редуктори. По-нататък в реда електронодонорността (редукционната способност) намалява. При електролиза катодът е електронен донор и на него протича редукция, а анодът е електронен акцептор и на него протича окисление. Говори се за катодна редукция и анодно окисление.
Изравняване на уравненията
Коефициентите в окислително-редукционните уравнения се намират според електронния обмен. Схемата H2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O се изравнява до уравнението:
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2OКак точно се определят коефициентите, е въпрос на стехиометричните изчисления.
Често задавани въпроси
Какво е окисление?
Процес, при който атом, йон или молекула отдава електрони и положителният му заряд се увеличава.
Каква е разликата между окислител и редуктор?
Окислителят приема електрони и се редуцира, а редукторът отдава електрони и се окислява.
Какво става на катода и на анода при електролиза?
На катода протича редукция, а на анода окисление.