Окислительно-восстановительные процессы и типы реакций

Для лучшего понимания сущности химических реакций устанавливают, какое отношение имеют процессы окисления - восстановления к реакциям различных типов. Сначала учащимся напоминают, что в свете электронной теории под валентностью следует понимать заряд, возникший у элемента при отдаче, принятии или смещении электронов от одного атома к другому. Атомы, входящие в состав молекул простых веществ, не имеют заряда, их валентность (зарядность) равна нулю.

Затем записывают электронные схемы и уравнения реакций взаимодействия калия с хлором и взаимодействия углекислого газа с водой обозначив валентность (зарядность) атомов. На основании разбора делают вывод, что соединение калия с хлором происходит с изменением валентности (зарядности) атомов элементов, а соединение углекислого газа с водой^* - без такого изменения.

После этого рассматривают реакции разложения воды и угольной кислоты, показав, что изменение валентности (зарядности) атомов происходит только при разложении воды.

^* (Пример удачен тем, что изображение электронного строения молекулы угольной кислоты вполне согласуется с октэтной теорией)

Подводя итоги, учитель указывает на то, что, выяснив сущность химических процессов, можно разделить все химические реакции на две группы: 1) реакции, которые приводят к изменению валентности (зарядности) элементов, входящих в состав реагирующих веществ, 2) реакции, которые не сопровождаются таким изменением.

К какой же из этих групп относятся реакции окисления - восстановления?

Разбор нескольких конкретных превращений позволяет легко установить, что реакции окисления-восстановления идут с изменением валентности (зарядности) элементов. Примерами в этом случае могут быть: горение угля (С⁰ + O⁰₂ = С₄⁺+O^2-₂) , взаимодействие окиси меди с водородом (Cu²⁺O^2-+H⁰₂=Cu⁰O^4-H²⁺O^2-), получение хлора (4H⁺Cl^- + Mn⁴⁺O^2-₂ = Мn²⁺Сl^-₂ + Сl⁰₂ +2Н₂⁺O^2-), Эти же примеры используют для выяснения, что в первую группу входят те реакции соединения и разложения, в которых участвуют простые вещества, все реакции замещения, а также сложные окислительно-восстановительные процессы, которые можно рассматривать как совокупность ряда реакций обычных типов (получение хлора). Все реакции обмена следует отнести ко второй группе.

1. Напишите уравнения реакций между: а) кальцием и водой, б) окисью магния и серной кислотой, в) сернокислым цинком и хлористым барием, г) фосфором и кислородом. Укажите, какие из этих реакций относятся к окислительно-восстановительным. Дайте объяснения.
2. Приведите: а) два примера таких реакций соединения, которые не сопровождаются изменением валентности элементов, и б)'два примера таких реакций разложения, которые происходят с изменением валентности. Какие из указанных реакций являются окислительно- восстановительными?
3. В чем наиболее важное отличие реакций замещения и обмена? Для подтверждения приведите примеры.
4. Являются ли окислительно-восстановительными реакциями взаимодействия: а) металлов с кислотами, б) солей с растворимыми основаниями, в) окислов металлов с водой, г) металлов с неметаллами? Дайте объяснения.