Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 9 клас. Бутенко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Найважливіше в розділі 3. Окисно-відновні та електрохімічні процеси

Хімічні реакції, під час яких змінюються ступені окиснення елементів, що містяться в складі речовин, які реагують між собою, називають окисно-відновними.

Окиснення — це процес віддавання електронів атомом (йоном або молекулою), який супроводжується збільшенням ступеня окиснення елемента.

Відновлення — це процес приєднання електронів атомом (йоном або молекулою), що супроводжується зменшенням ступеня окиснення елемента.

Сукупність процесів окиснення і відновлення (напівреакцій) — окисно-відновна реакція.

Окисник — це елемент, який приєднує електрони і відновлюється в процесі хімічної реакції.

Відновник — це елемент, який віддає електрони й окиснюється в процесі хімічної реакції.

Елемент, який перебуває в найнижчому ступені окиснення (для атомів металічних елементів він дорівнює нулю; для атомів неметалічних елементів — різниці між номером групи і числом 8), виявляє тільки відновні властивості.

Елемент, що перебуває в найвищому ступені окиснення, який для всіх елементів дорівнює номеру групи елемента в Періодичній системі, зі знаком «+» виявляє тільки окисні властивості.

Коефіцієнти в рівняннях окисно-відновних реакцій визначають методом електронного балансу, згідно з яким кількість електронів, прийнятих окисником, дорівнює кількості електронів, відданих відновником.

Окисно-відновні реакції спричиняють виникнення електричного струму, що використовують у хімічних джерелах постійного струму — гальванічних елементах. В основі їхньої роботи лежить перенесення електронів від відновника до окисника. При цьому на катоді (негативно зарядженому електроді) відбувається процес відновлення, тобто приєднання електронів, а на аноді (позитивно зарядженому електроді) — процес окиснення, тобто віддавання електронів.

Усі метали за зменшенням їхніх відновних властивостей (за здатністю віддавати електрони у водних розчинах) розташовують в один ряд, який називають рядом стандартних електродних потенціалів (СЕП). Це потенціали, які виникають у результаті занурення будь-якого металу в розчин електроліту на межі поділу метал/розчин. У ряду СЕП зліва направо зменшуються відновні властивості металів і збільшуються окисні властивості їхніх йонів.

Кожен метал ряду СЕП здатний витискувати метали, що розташовані праворуч від нього. Метали, що розташовані в ряду СЕП ліворуч від водню, витискують його з розчинів кислот, а найактивніші метали, що розташовані ліворуч від мангану, витискують його із води.

Електроліз — окисно-відновний процес, що відбувається на електродах під час пропускання електричного струму крізь розчин або розплав електроліту. Його застосовують для одержання найактивніших металів — Na, К, Са, Mg, а також Аl та найактивніших неметалів — Н2, F2, Сl2, О2.

Кількісні характеристики електролітичних процесів, що відбуваються на електродах під час електролізу, підпорядковуються законам Фарадея, які можна подати загальною формулою

де m(Х) — маса окисненої або відновленої речовини, г;

I — сила струму, А;

t — тривалість проведення електролізу, с;

z — число еквівалентності, яке в окисно-відновних реакціях відповідає числу електронів, що приєднуються або віддаються;

F — стала Фарадея — 96 500 Кл.