Еще раз об окислительно-восстановительных реакциях (ОВР)

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) являются одной из важнейших тем в программе неорганической химии. Они сложны тем, что не все учащиеся 8 – 9 классов владеют методом электронного баланса и могут правильно расставить коэффициенты в уравнении. Затруднения вызывает необходимость определения того, что происходит с элементом: отдает он или принимает электроны. Вот в жизни, если что-то берешь, рассуждает ученик, то ты «в плюсе», а элемент, принимая электроны, оказывается с меньшей и даже отрицательной степенью окисления, т.е. «в минусе». И, наоборот, если ты что-то теряешь, то ты «в минусе», а элемент, отдавая электроны – «в плюсе».

Чтобы преодолеть это «противоречие» между человеком и элементами предлагаю следующий метод. Сама я им пользуюсь много лет и довольно успешно.

В начале изучения ОВР методом электронного баланса вычерчиваю на доске координатную ось, называю ее «степень окисления». Обсуждаю с учащимися какой процесс идет, если степень окисления элемента понижается или повышается, какой знак «+» или «–» следует поставить в окислительно-восстановительной схеме и стрелками отображаю это над и под координатной осью на доске. Далее подписываем, где происходит процесс окисления, а где – восстановления (см. рисунок).

Такую же схему ребята рисуют на обложке тетради, чтобы рисунок всегда был на видном месте, и им можно было быстро воспользоваться.

В 8 классе при первом знакомстве с ОВР начинаем с самых простых примеров, например, взаимодействия натрия и серы.

Записываем уравнение реакции:

Na + S → Na₂S

Расставляем степени окисления и подчеркиваем элементы их поменявшие:

Na⁰ + S⁰ → Na + ₂S^-2

Пользуясь рисунком, определяем, что степень окисления натрия изменяется по оси вправо, от нуля до +1 (верхняя стрелка на рисунке), значит нужно записать:

Na⁰ – 1e → Na⁺ – это восстановитель, процесс окисления

Для серы изменение степени окисления соответственно от нуля до -2, т.е. по оси движемся влево (нижняя стрелка на рисунке). Записываем:

S⁰ – 2e → S^-2 – это окислитель, процесс восстановления

Расставив полученные коэффициенты, получаем готовое уравнение:

2Na + S → Na₂S

В 9 классе берем более сложные окислительно-восстановительные процессы. Например, окисление сероводорода. Записываем уравнение реакции:

H₂S + O₂ → SO₂ + H₂O

По знакомым учащимся правилам расставляем степени окисления:

H⁺₂S^-2 + O⁰₂ → S⁺⁴O^-2₂ + H⁺₂O^-2

Выбираем элементы их изменившие, это сера и кислород, составляем окислительно-восстановительную схему методом электронного баланса.

Рассуждаем так: у серы была степень окисления -2, а стала +4, по координатной оси движемся вправо (верхняя стрелка на рисунке), значит, идет отдача электронов. А так как на оси от -2 до +4 шесть делений, то сера отдает 6 электронов. Аналогично рассуждаем про кислород: была у него степень окисления ноль, а стала -2, по координатной оси движемся влево (нижняя стрелка на рисунке) на 2 деления. Но так как молекула кислорода содержит 2 атома, то и электронов ей нужно в 2 раза больше, т.е. четыре:

S^-2 — 6e → S⁺⁴ – это восстановитель, процесс окисления

O⁰₂ + 4e →2O^-2 – это окислитель, процесс восстановления

Далее определив окислитель (кислород) и восстановитель (серу), расставляем полученные коэффициенты в уравнение реакции:

2H₂S + 3O₂ →2SO₂ + 2H₂O

В завершение хочу добавить, что ввиду своей простоты и наглядности, предлагаемая схема (рисунок) позволяет точно определять, где отдача, а где прием электронов, и буквально по пальцам (по делениям оси) считать количество переходящих электронов.

При дальнейшем составлении окислительно-восстановительных уравнений ученики, и несмотря на рисунок, точно определяют какой идет процесс: отдача или прием электронов, т.е. окисление или восстановление.

Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов.