Окисляващи и редуциращи агенти

Нека да видим как се определят окислителят и редукторът в една окислително-редукционна реакция. Тук имаме получаване на натриев хлорид от метален натрий и газообразен хлор. И преди да определиш кой е окислител и кой редуктор, трябва да определиш степените на окиселние. Да започнем с натрия Натрият е под формата на просто вещество и следователно неговата степен на окисление е нула. Хлорът също е под формата на просто вещество и следователно всеки атом хлор има степен на окисление нула. Сега да видим отдясно, където имаме натриев катион. Натрият има заряд 1+ и едноатомни йони, следователно степента на окисление е равна на заряда на йона. Зарядът на йона е 1+, следователно това е и степента на окисление е 1+. Ще оградя степента на окисление, за да се отличава от всичко друго тук. Хлорният анион има заряд 1–. Следователно степента на окисление е равна на 1–. Да помислим какво се случва в тази окислително-редукционна реакция. Натрият преминава от степен на окисление 0 в степен на окисление 1+. Той повишава степента си на окисление. От 0 до 1+ е повишение на степента на окисление, значи по дефиниция натрият се окислява. Натрият се окислява в тази реакция. Да видим хлора. Хлорът преминава от степен на окисление 0 в степен на окисление 1–. Това е понижение на степента на окисление, следователно хлорът се редуцира. Тук всеки от хлорните атоми се редуцира. Сега, преди да определим кой е редуктор и кой окислител, нека още веднъж го повторим, като разгледаме валентните електрони. Нека да покажем степента на окисление по този начин, защото има два начина за определяне на степента на окисление. нека да определим степента на окисление на натрия. Електроните са представени като точки, и можем да определим степента на окисление като разгледаме колко валентни електрони има всеки атом и ги извадим от броя на електроните тук. Натрият, който е елемент от първа група, обикновено има един валентен електрон и това виждаме тук. Всеки атом натрий има един валентен електрон. Така че 1 минус 1 ни дава степен на окисление 0, което виждаме тук. Така че натрият има степен на окисление нула. Забележи, че съм сложил тук два атома натрий, което е точно колкото в уравнението горе. Сега да определим степента на окисление на хлорните атоми в хлорната молекула. Имаме връзка между двата хлорни атома, и знаем, че тя съдържа два общи електрона. Когато определяме степента на окисление по Люисовата структура, трябва да отдадем тези електрони на по-електроотрицателния елемент. Но в този случай това е един и същ елемент, така че няма разлика в електроотрицателността. Затова единият електрон е към единия атом, а другият към другия атом. Като определяш степента на окисление, би казал, че хлорът обикновено има седем валентни електрона, и на нашата схема тук хлорът има седем електрона. Така че 7 минус 7 ни дава степен на окисление 0. Това е същото като тук горе, където просто използвахме запаметени правила. Това важи и за този хлорен атом, който има също степен на окисление нула. Така че понякога помага да разгледаме електронната структура. И да видим тук за получените продукти. Имаме две молекули натриев хлорид. Да видим какво става с нашите електрони. Този електрон в цикламено е на този атом натрий, който който е преминал към този хлорен атом. И после този електрон на натрия е преминал към този хлор. Натрият е загубил валентния си електрон. Всеки атом натрий е загубил своя валентен електрон и е образувал катион. Когато изчисляваме степента на окисление, ние правим същото. Натрият има един валентен електрон, който е загубил. Така че 1 минус 0 е равно на 1+ степен на окисление, което видяхме и тук горе. Когато разглеждаме хлора, той има седем валентни електрона, но е получил един цикламен. Сега има осем електрона. 7 минус 8 ни дава степен на окисление 1–. Така че може би сега изглежда по-логично защо степента на окисление е равна на заряда на едноатомните и многоатомните йони тук. Сега, след като разбрахме какво точно се случва на електрона в цикламено, нека да запишем частните реакции и да определим кой е окислител и кой е редуктор. Нека да покажем реакцията по различен начин. Виждаш тук, че имаме два натриеви атома. Записвам два пъти натрий. И като мислим какво се случва, тези два атома натрий се превръщат в два натриеви йона тук вдясно. Така че отдясно имаме два натриеви йона. Тези натриеви атоми се превърнаха в йони като загубиха електрони, така че всеки натриев атом изгуби по един електрон. Имаме отдадени общо два електрона. Ще го направя в цикламено. Тези два електрона са отдадени и това е частичната окислителна реакция. Знаем, че това е процес на окисление, защото се отдават електрони. Запомни LEО като Loss of Electrons is Oxidation = загубата на електрони е окисление. Значи тази част от процеса е окисление. Сега да запишем редукционния процес. Хлорната молекула получава тези два електрона в цикламено. Тези цикламени електрони този път идват ето тук. Хлорната молекула ги получава и това превръща хлорните атоми в хлорни аниони Така че тук имаме два хлорни аниона. Ето това вдясно са нашите хлорни аниони. И така тук имаме тези два електрона, които са взети от изходните вещества. Това е придобиване на електрони, така че това е редукционният процес. Спомни си LEO the lion goes GER. Gain of Electrons is Reduction = получаването на електрони е редукция. И ако съберем тези два процеса заедно, получаваме първоначалната окислително-редукционна реакция, защото двата електрона се унищожават. Това са едни и същи електрони. Това са двата цикламени електрона, които бяха отделени от натрия и същите, които бяха взети от хлора, затова като съберем изходните вещества, имаме 2 пъти натрий и Cl2, получаваме 2 пъти натрий плюс газообразен хлор. После от страната на продуктите ще получим 2NaCl, което е нашата първоначална изравнена реакция. И накрая можем да определим окислителя и редуктора. Мисля, че беше необходимо да направим всичко това, защото е ключово да разгледаме тези електрони и тези определения, за да не се объркваш от понятията. Така че натрият се окислява и при това окисление той той отдава тези два електрона и редуцира хлора. Ето защо казваме, че натрият осъществява редукция на хлора или е редуктор на хлора. Нека да го запиша тук. Натрият, въпреки че се окислява, е редуктор. Той редуцира хлора, като отдава тези два електрона. А хлорът, който се редуцира, приема тези два електрона от двата атома на натрия. Това окислява натрия, така че хлорът окислява натрия или е окислител. Ще го запиша тук в червено. Хлорът е окислител. Точно това понякога обърква учениците, защото самият натрий се окислява, но всъщност е редуктор. А самият хлор се редуцира, но е окислител. Но ако проследиш какво се случва с тези два електрона, това са същите тези два електрона. Те се отдават от натрия и се присъединяват към хлора, което позволява на натрия да редуцира хлора, а в същото време хлора окислява натрия. Като определиш степените на окисление и си спомниш определенията, можеш да определиш кой е редуктор и кой е окислител.