Окислювально-відновні реакції мають дуже широке поширення і є надзвичайно важливими для обміну речовин в живих організмах, для багатьох промислових процесів, пов'язаних з отриманням хімічних речовин. Вони мають величезне значення в теорії і практиці.
Окислювально-відновні реакції, ОВР, редокс (від англ. Redox ← reduction-oxidation - окислення-відновлення) - це зустрічно-паралельні хімічні реакції, що протікають зі зміною ступенів окислення атомів, що входять до складу реагуючих речовин, що реалізуються шляхом перерозподілу електронів між атомом- окислювачем і атомом-відновником.
Реакції, що протікають зі зміною ступеня окислення атомів, що входять до складу реагуючих речовин називаються окисно-відновними.
Реакції, пов'язані з передачею електронів, в результаті цього змінюється ступінь окислення одного або декількох беруть участь в реакції елементів, називаються окисно-відновними.
Стан атома в молекулі характеризується за допомогою поняття «ступеня окис-лення». Ступінь окислення - поняття умовне, так як більшість з'єднань не є іонами, частіше зустрічаються сполуки з ковалентним зв'язком.
Число електронів, зміщених від атома даного елемента до інших атомів або від інших атомів до атомам даного елемента, називається ступенем окислення (окисне число, о.ч.).
Електричний заряд даного атома, викликаний зсувом валентних електронів до більш електронегативного атома, називається ступенем окислення (окисне число, о.ч.).
Ступінь окислення - величина змінна. Обчислення ступеня окислення виробляється на підставі того, що молекула будь-якої речовини в цілому електронейтральна. Ступінь окислювання елемента в з'єднанні обчислюється:
ступінь окислення елементів в простих речовинах приймається рівною нулю (Zn о. Fe о. Cd о. О2 о. N2 о);
алгебраїчна сума ступенів окислення всіх атомів, що входять до складу молекули дорівнює нулю
+1 + 6-2 +1 +6 -2 +4 -2 -4 + 1 +1 -2
+2 + 6-8 = 0 + 2 + 6-8 = 0 + 4-4 = 0 -4 + 4 = 0 + 2-2 = 0
постійну ступінь окислення в з'єднаннях виявляють лужні метали (+1), метали головної підгрупи II (+2), цинк і кадмій (+2), алюміній (+3);
водень виявляє ступінь окислення (+1) у всіх з'єднаннях, крім гідридів металів (Мьонх), де ступінь окислення його дорівнює (-1);
ступінь окислення кисню в сполуках дорівнює (-2), за винятком пероксидів (Н2 Е2) (-1) і фториду кисню (ОF2) (+2);
фтор у всіх сполуки (-1);
7) всі метали мають позитивну ступінь окислення.
Поняття про ступінь окиснення є умовним і не завжди характеризує даний стан атомів в сполуках, але воно дуже зручно і корисно при класифікації різних з'єднань, розгляді окислювально-відновних процесів, предска-пізнання напрямку течії і продуктів хімічних реакцій і т.д.
Для пояснення окисно-відновних реакцій в даний час застосовують електронну теорію Я.І. Михайленко та Л.В. Писаржевського (1904 г.). Її основні положення:
- процес віддачі електронів атомом, молекулою або іоном, називається окисленням При окисленні атома, молекули або іона в результаті віддачі електронів збільшується його ступінь окислення. Атоми окисляемого речовини називаються донорами електронів, а атоми окислювача - акцепторами електронів. У деяких випадках при окисленні мо-лекул вихідної речовини може стати нестабільною і розпастися на стабільніші та дрібніші складові частини. При цьому деякі з атомів одержані молекул мають більш високу ступінь окислення, ніж ті ж атоми у вихідній молекулі. При окисленні ступінь окислення підвищується
- процес приєднання електронів атомом, молекулою або іоном, називається віднов-вою. При відновленні атоми або іони приєднують електрони. При цьому відбувається зниження ступеня окислення елемента
- частинки (атом, молекула або іон), які беруть електрони, називаються окислювачами, іншими словами, окислювач - це акцепторелектронов.
1. Нейтральні молекули неметалів (...);
2. Позитивно заряджені іони металів вкрай окислення (...);
3. Складні кислородосодержащие іони в вищого ступеня окислення кіслородообразующего елемента (...);
Речовини, в яких елемент має проміжну ступінь окислення, можуть проявляти як окисні, так і відновні властивості (...).
Бертоллетова сіль (KClO3).
Анод при електролізі.
Мнемонічні правила для запомінаніяпроцессов окислення-відновлення, а також властивостей окислювачів і відновників:
1. Віддати - окислів, Взяти - У осстановіться.
2. Окислювач - це грабіжник (в процесі окислювально-відновної реакції окислювач приєднує електрони). Восстановитель - це той, хто електрони віддає. Віддає грабіжникові, лиходієві-окислювача.
3. ППО - Приєднує (електрони), Відновлюється, є Окислювачем.
4. Віддає - окислюється, сам Відновлювачем є.
Окислювально-відновні реакції являють собою діалектичну єдність одночасно протікають двох протилежних процесів - окислення і відновлення. У цих реакціях число електронів, що віддаються відновником, дорівнює числу електронів, що приєднуються окислювачем. При цьому незалежно від того, чи переходять електрони з одного атома на інший повністю або лише частково відтягуються до одного з атомів, умовно говорять тільки про віддачу і приєднання електронів.