Готовимся к ЕГЭГотовимся к ЕГЭ

Окислительно-Окислительно-восстановительнывосстановительны

е реакциие реакции

Из опыта работы учителя химии «МОУ СОШ № 73» Из опыта работы учителя химии «МОУ СОШ № 73»

г. Оренбурга Кочулевой Л. Р.г. Оренбурга Кочулевой Л. Р.

Окислительно-Окислительно-восстановительные восстановительные

реакции (ОВР) - реакции (ОВР) -

– – химические реакции, в химические реакции, в которых происходит которых происходит изменение степеней изменение степеней окисления атомов, окисления атомов, входящих в состав входящих в состав реагирующих веществ.реагирующих веществ.

Степень окисленияСтепень окисления

Степень окисления атомов Степень окисления атомов элементов простых веществ равна элементов простых веществ равна нулюнулю

Степень окисления водорода в Степень окисления водорода в соединениях +1, кроме гидридовсоединениях +1, кроме гидридов

Степень окисления кислорода в Степень окисления кислорода в соединениях -2, кроме пероксидов соединениях -2, кроме пероксидов и соединений с фтороми соединений с фтором

Сумма всех степеней окисления Сумма всех степеней окисления атомов в соединении равна нулюатомов в соединении равна нулю

Сумма всех степеней окисления Сумма всех степеней окисления атомов в ионе равна значению атомов в ионе равна значению заряда ионазаряда иона

Mgº, Cl2º, O2º

+1 +1 -1

HCl, H2O, NaH

-2 -1 +2

H2O, Н2О2, OF2

+1 +6 -2

H2SO4

2(+1)+6+4(-2)=0

+6 -2

SO4

6+4(-2)=-2

Распознавание уравнений Распознавание уравнений ОВРОВР

Запишите значения степеней окисления атомов Запишите значения степеней окисления атомов всех элементов в уравнении реакции всех элементов в уравнении реакции

Определите изменяется ли степень окисления Определите изменяется ли степень окисления атомов элементов.атомов элементов.

+2 -2 +1 -1 +2 -1 +1 -2+2 -2 +1 -1 +2 -1 +1 -2

PbO + 2HCl PbO + 2HCl → PbCl→ PbCl22 + H + H22O O

Степень окисления не изменяется =Степень окисления не изменяется =>> реакция не окислительно- реакция не окислительно-восстановительнаявосстановительная

+4 -2 +1 -1 +2 -1 0 +1 -2 +4 -2 +1 -1 +2 -1 0 +1 -2

PbOPbO22 + 2HCl + 2HCl → PbCl→ PbCl22 + Cl + Cl22 + 2H + 2H22O O

Степень окисления изменяется =Степень окисления изменяется =>> реакция окислительно- реакция окислительно-восстановительнаявосстановительная

Распознавание окислителя Распознавание окислителя и восстановителяи восстановителя

+4 -2 +1 -2 +4 -2 +1 -2 0 0

SOSO22 + 2H + 2H22S S → → 3S + 2H3S + 2H22OO +4+4

SOSO22 4 4 окислительокислитель 3 3 22 11 00 -1-1 -2-2 HH22SS восстановительвосстановитель

Метод электронного Метод электронного балансабаланса

+4 +4 -2 +1 -2 +1 -2 -2 0 0

SOSO22 + 2H + 2H22S S → → 3S + 2H3S + 2H22OO +4 0 +4 0 +4 +4 __ 00

SS → → S S S S +4 e+4 e → → S S 1 1 __ +4 +4 → → 0 0 взял взял e – e – восстановление восстановление

+4 +(-4)=0+4 +(-4)=0

-2-2 0 0 -2-2 __ 00

SS → → S S S S – 2 – 2 ee → → S S 22 __ -2-2 → → 0 0 отдал отдал e – e – окисление окисление

-2 - (-2)=0-2 - (-2)=0

Влияние среды на Влияние среды на характер протекания характер протекания

реакцииреакции

+7

Mn _

(MnO4)

+

H

H2O

-OH

2+

Mn

+6

Mn 2-

(MnO4)

+4

MnO2↓

Используя метод электронного баланса, Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:составьте уравнение реакции:FeSOFeSO44+KMnO+KMnO44+…→…+K+…→…+K22SOSO44+K+K22MnOMnO44

Степень окисления Степень окисления MnMn изменяется изменяется от +7 до +6 в щелочной среде!от +7 до +6 в щелочной среде!

FeSOFeSO44 окисляется в щелочной среде окисляется в щелочной среде до до FeFe((OHOH))33

FeSOFeSO44+KMnO+KMnO44++33KOH→ FeKOH→ Fe((OHOH))3 3

+K+K22SOSO44+K+K22MnOMnO44

FeSOFeSO44 – – восстановитель, восстановитель, KMnOKMnO44 – – окислительокислитель

Используя метод электронного Используя метод электронного баланса, составьте уравнение баланса, составьте уравнение

ppеакции:еакции:Zn+KMnOZn+KMnO44+…→…+K+…→…+K22SOSO44+MnSO+MnSO4 4 +Н+Н22ОО

Степень окисления Степень окисления MnMn изменяется от изменяется от +7 до ++7 до +22 в кислой среде! в кислой среде!

Электронный баланс:Электронный баланс:

MnMn+7+7 + 5 + 5ee-- → → MnMn+2+2 2 2

ZnZn00 – 2e – 2e-- → → ZnZn+2+2 5 5 5Zn+2KMnO5Zn+2KMnO44+8H+8H22SOSO44→5ZnSO→5ZnSO4 4 ++

+K+K22SOSO44+2MnSO+2MnSO4 4 ++88НН22ОО

Используя метод электронного Используя метод электронного баланса, составьте уравнение баланса, составьте уравнение реакции:реакции: K K22SOSO33+KMnO+KMnO44+…→…+MnO+…→…+MnO22 +… +…

Степень окисления Степень окисления MnMn изменяется изменяется от +7 до +от +7 до +44 в нейтральной среде! в нейтральной среде!

Электронный баланс:Электронный баланс:

MnMn+7+7 + 3 + 3ee-- → → MnMn+4+4 2 2

SS+4+4 – 2e – 2e-- → → SS+6+6 3 3

3K3K22SOSO33+2KMnO+2KMnO44+H+H22O→3KO→3K22SOSO44+2MnO+2MnO2 2

++2K2KООHH

Влияние среды на Влияние среды на характер протекания характер протекания

реакцииреакции

+6

Cr 2-

(Cr2O7 ) 2-

(CrO4)

+

H

H2O

-OH

3+

Cr

[Cr(OH)6]3-

Cr(OH)3↓

Используя метод электронного Используя метод электронного баланса, составьте уравнение баланса, составьте уравнение

ppеакции: еакции: HH22S+KS+K22CrCr22OO77+…→…+…→…+Cr+Cr22(SO(SO44))33+…+H+…+H22OO

СолиСоли Cr Cr((IIIIII) образуются в кислой ) образуются в кислой среде!среде!

Электронный баланс:Электронный баланс:

2Cr2Cr++66 + + 6e6e-- → →2Cr2Cr++33 11

SS-2-2 – 2e – 2e-- → → SS00 3 3

3H3H22S+KS+K22CrCr22OO77+4H+4H22SOSO44 → →

3S3S ↓ ↓ +Cr+Cr22(SO(SO44))33+K+K22SOSO44+7H+7H22O O

Используя метод электронного Используя метод электронного баланса, составьте уравнение баланса, составьте уравнение ppеакции: еакции: HH22S+KS+K22CrOCrO44+…→…+Cr(OH)+…→…+Cr(OH)33 ↓ ↓

+KOH+KOH

Гидроксид хрома(Гидроксид хрома(IIIIII) образуется ) образуется в нейтральной среде.в нейтральной среде.

Электронный баланс:Электронный баланс:

CrCr++66 +3 +3ee-- → →CrCr++33 2 2

SS-2-2 – 2e – 2e-- → → SS00 33

3H3H22S+2KS+2K22CrOCrO44+2H+2H22O →3SO →3S↓ ↓

+2Cr(OH)+2Cr(OH)33 ↓ ↓ +4KOH +4KOH

Используя метод электронного Используя метод электронного баланса, составьте уравнение баланса, составьте уравнение ppеакции:еакции: K K22CrOCrO44+H+H22OO22+…→K+…→K33[Cr(OH)[Cr(OH)66]+O]+O22↑+…↑+…

Комплексный анион Комплексный анион [Cr(OH)[Cr(OH)66]]3- 3- образуется в щелочной среде.образуется в щелочной среде.

Электронный баланс:Электронный баланс:

CrCr++66 +3 +3ee-- → →CrCr++33 2 2

2O2O-1-1 – 2e – 2e-- → → OO2 2 33

2K2K22CrOCrO44+3H+3H22OO22+2KOH+2H+2KOH+2H22O O →2K→2K33[Cr(OH)[Cr(OH)66]+3O]+3O22↑↑

Т.к. в правой части уравнения в составе гидроксокомплекса содержится Т.к. в правой части уравнения в составе гидроксокомплекса содержится уже 6 атомов водорода, вода переносится в левую часть уравнения.уже 6 атомов водорода, вода переносится в левую часть уравнения.

Используя метод электронного Используя метод электронного баланса, составьте уравнение баланса, составьте уравнение ppеакции:еакции: NaCrO NaCrO22+…+NaOH→…+NaBr +H+…+NaOH→…+NaBr +H22OO

Соединения хрома(Соединения хрома(IIIIII) при окислении в щелочной среде ) при окислении в щелочной среде образуют хроматы (образуют хроматы (CrOCrO44

2-2-)). . Степень окисления хрома Степень окисления хрома увеличивается от +3 до +6, следовательно увеличивается от +3 до +6, следовательно NaCrONaCrO22 является восстановителем, а окислителем будет служить является восстановителем, а окислителем будет служить BrBr22, , степень окисления которого снижается от 0 до -1.степень окисления которого снижается от 0 до -1.

Электронный баланс:Электронный баланс:

CrCr+3+3-3e-3e--→ Cr→ Cr+6+6 2 2

BrBr22+2e+2e--→2Br→2Br-- 3 3

2NaCrO2NaCrO22+3Br+3Br22+8NaOH→2 Na+8NaOH→2 Na22 CrO CrO44+6NaBr +4H+6NaBr +4H22OO

ОВР азотной кислотыОВР азотной кислоты

ОВР азотной кислотыОВР азотной кислоты

0 +5 +2 +10 +5 +2 +1

4Ca + 10HNO4Ca + 10HNO33((конц.конц.)) →→ 4 4Ca(NOCa(NO33))22 + N + N22O + O + 5H5H22OO

0 0 _ +2_ +2

CaCa – 2 e– 2 e → → CaCa 4 4

+5 +5 _ +1_ +1

2N2N + 8 e+ 8 e → → 2N2N 1 1

Ca Ca – восстановитель– восстановительHNOHNO33 – – окислительокислитель 00 +5 +2 +4+5 +2 +4

Cu + 4HNOCu + 4HNO33((концконц.)→Cu(NO.)→Cu(NO33))22 +2NO +2NO22 + 2H + 2H22OO

ОВР азотной кислотыОВР азотной кислоты

SS0 0 + 6HNO+ 6HNO33(конц) (конц) == H H22SS+6+6OO44 + 6NO + 6NO22 + 2H + 2H22OO

BB0 0 + 3HNO+ 3HNO33 (конц)=(конц)= H H33BB+3+3OO33 + 3NO + 3NO22

3P3P0 0 + 5HNO+ 5HNO33 + 2H + 2H22O O == 5NO + 3H 5NO + 3H33PP+5+5OO44

PP0 0 + 5HNO+ 5HNO33 (конц)(конц) = 5NO = 5NO22 + H + H33PP+5+5OO44+H+H22OO

ОВР азотной кислотыОВР азотной кислоты

+2+2 -1-1 +5 +3 +6 +4 +5 +3 +6 +4

FeSFeS22 + + 18HNO18HNO33((конц.конц.))→→Fe(NOFe(NO33))33+2H+2H22SOSO44+15NO+15NO22+7H+7H22OO

+2+2 _ +_ +33

FeFe – 1 e– 1 e → → FeFe _ _ – – 1515 e 1e 1 -1-1 _ +_ +66

2S2S – 14 e– 14 e → → 2S2S

+5 +5 _ +_ +44

NN + e+ e → → N 15N 15

FeSFeS22 – восстановитель– восстановительHNOHNO33 – – окислительокислитель

ОВР с участием органических ОВР с участием органических соединенийсоединений

Окисление алкенов в нейтральной среде:Окисление алкенов в нейтральной среде:

CC22HH44 + 2KMnO + 2KMnO44 + 2H + 2H22OO→→ CH CH22OH–CHOH–CH22OH OH + 2MnO+ 2MnO22 + 2KOH + 2KOH

Окисление алкенов в кислой среде:Окисление алкенов в кислой среде:

CHCH33CH=CHCH=CH22 + +22KMnOKMnO44 + +33HH22SOSO44 →→CHCH33COOH +COCOOH +CO22 + +22MnSOMnSO44 +K +K22SOSO44 + +44HH22O O

Окисление алкенов в щелочной среде:Окисление алкенов в щелочной среде:

CHCH33CH=CHCH=CH22 + 10KMnO + 10KMnO44 + 13KOH + 13KOH→→ CHCH33COOK + KCOOK + K22COCO33 + 8H + 8H22O + 10KO + 10K22MnOMnO44

Окисление алкиновОкисление алкинов в нейтральной среде:в нейтральной среде:

33CHCH≡≡CHCH +8 +8KMnOKMnO44→3→3KOOCKOOC – – COOKCOOK +8 +8MnOMnO22 +2КОН +2Н +2КОН +2Н22ОО

2C2C-1-1 – 8e – 8e-- → 2C → 2C+3+3 3 3

MnMn+7+7 +3e +3e-- →Mn →Mn+4+4 8 8

в кислой среде:в кислой среде:

5CH≡CH +8KMnO5CH≡CH +8KMnO44 +12H +12H22SOSO44 →5HOOC– COOH +8MnSO →5HOOC– COOH +8MnSO44 +4+4КК22SOSO44 +12 +12НН22ОО

CH≡CH + 2KMnOCH≡CH + 2KMnO44 +3H +3H22SOSO44 =2CO =2CO22 + 2MnSO + 2MnSO44 + 4H + 4H22O + O + KK22SOSO44

  

Окисление гомологов Окисление гомологов бензолабензола

H OH O ↓↓-3 +3-3 +3

H H →→ C C ←← H C H C | | O – H | | O – H +7 +2+7 +2

5 + 6KMnO5 + 6KMnO44 + 9H + 9H22SOSO44 → 5 → 5 + 6MnSO+ 6MnSO44 + 3K + 3K22SOSO4 4 +4H+4H22OO

восстано- окисли- средавосстано- окисли- среда витель тельвитель тель

-3 -3 _ +3_ +3

С С – 6 e– 6 e → → C 5C 5 +7 +7 _ +2_ +2

MnMn + 5 e+ 5 e → → Mn 6Mn 6

Окисление гомологов Окисление гомологов бензолабензола Обратите внимание, что только α-углеродные Обратите внимание, что только α-углеродные

атомы (непосредственно связанные с бензольным атомы (непосредственно связанные с бензольным кольцом) окисляются до карбоксильных групп, кольцом) окисляются до карбоксильных групп, остальные атомы углерода – до углекислого газа.остальные атомы углерода – до углекислого газа.

5C5C66HH55-CH-CH22CHCH33 + 12KMnO + 12KMnO44+18H+18H22SOSO44→→

→→55СС66НН55СООНСООН+CO+CO22+12MnSO+12MnSO44 +6K +6K22SOSO44 +28H +28H22OO

CC-2-2 -5e -5e-- →C →C+3+3 5 5

CC-3-3 -7e -7e-- →C →C+4+4

MnMn+7+7 +5e +5e--→Mn→Mn+2+2 12 12

Окисление стиролаОкисление стирола

В нейтральной среде:В нейтральной среде:

3C3C66HH55-CH-CH =CH=CH22+2 KMnO+2 KMnO44+ H+ H22O→O→

3C3C66HH55-CH(OH)-CH(OH) -CH-CH22(OH)+2MnO(OH)+2MnO22+2KOH+2KOH

В кислой среде:В кислой среде:

CC66HH55-CH=CH-CH=CH22 +2KMnO +2KMnO44+3H+3H22SOSO44→→

СС66НН55СООНСООН+CO+CO22+2MnSO+2MnSO44 +K +K22SOSO44 +H +H22OO

  

Окисление спиртовОкисление спиртов

33CC22HH55OHOH + + KK22CrCr22OO77 + 4 + 4HH22SOSO44 = 3 = 3CHCH33CHOCHO + + KK22SOSO44 + + CrCr22((SOSO44))33 + 7 + 7HH22OO

3СН3СН22(ОН) – СН(ОН) – СН22(ОН) + 8К(ОН) + 8КMnOMnO44→→

33KOOCKOOC – – COOKCOOK +8 +8MnOMnO22 +2КОН +8Н +2КОН +8Н22ОО

  5СН5СН22(ОН) – СН(ОН) – СН22(ОН) + 8К(ОН) + 8КMnOMnO44--+12+12HH22SOSO44→→

→→55HOOCHOOC – – COOHCOOH +8 +8MnSOMnSO44 +4К +4К22SOSO44 +22Н+22Н22ОО

Окисление альдегидовОкисление альдегидов

3CH3CH33CH=O + 2KMnOCH=O + 2KMnO44 = CH = CH33COOH COOH ++

+ 2CH+ 2CH33COOK + 2MnOCOOK + 2MnO22 + H + H22OO

3CH3CH33CH=O + KCH=O + K22CrCr22OO77 + 4H + 4H22SOSO44 = =

= 3CH= 3CH33COOH + CrCOOH + Cr22(SO(SO44))33 + 7H + 7H22OO

33СНСН22ОО + 2K + 2K22CrCr22OO77 + 8H + 8H22SOSO44 = =

= 3CO= 3CO22 +2K+2K22SOSO44 + 2Cr + 2Cr22(SO(SO44))33 + 11H + 11H22OO

  

Окисление карбоновых Окисление карбоновых кислоткислот

НСООННСООН + HgCl + HgCl22 =CO =CO22 + Hg + + Hg + 2HCl2HCl

HCOOH+ ClHCOOH+ Cl22 = CO = CO22 +2HCl+2HCl

HOOC-COOH+ ClHOOC-COOH+ Cl22 =2CO =2CO22 +2HCl+2HCl

Список источников и Список источников и литературылитературы

   1. Ахлебинин А.К., Нифантьев Э.Е., Анфилов К.Л. 1. Ахлебинин А.К., Нифантьев Э.Е., Анфилов К.Л. Органическая химия. Решение качественных задач. – М.: Органическая химия. Решение качественных задач. – М.: Айрис-пресс, 2006Айрис-пресс, 2006

2. Габриелян О.С. Химия: пособие для школьников 2. Габриелян О.С. Химия: пособие для школьников старших классов и поступающих в вузы. – М.: Дрофа, 2006старших классов и поступающих в вузы. – М.: Дрофа, 2006

3. Слета Л.А. Химия: Справочник. – Харьков: Фолио; М.: 3. Слета Л.А. Химия: Справочник. – Харьков: Фолио; М.: ООО «Издательство АСТ», 2000ООО «Издательство АСТ», 2000

4. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Переходные 4. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Переходные металлы. – Краснодар: «Советская Кубань», 2006металлы. – Краснодар: «Советская Кубань», 2006

4.http://www1.ege.edu.ru/4.http://www1.ege.edu.ru/ 5. 5. http://www.it-n.ru (сообщества «Химоза» и «Подготовка (сообщества «Химоза» и «Подготовка

к ЕГЭ по химии»)к ЕГЭ по химии»)