Тапсырмалар № 7, 25 · ЕГЭ

Окислительно-восстановительные реакции

Как определить окислитель и восстановитель и расставить коэффициенты методом электронного баланса

6 мин чтенияҚиындық: Обновлено 29 қыркүйек 2026

Тотығу-тотықсыздану реакциялары (ОВР) — это реакции, в которых изменяются степени окисления элементов и происходит переход электронов. В этой теме важно научиться находить окислитель и восстановитель, а также расставлять коэффициенты с помощью электронного баланса.

Что такое ОВР

Степень окисления — условный заряд атома в соединении, рассчитанный так, будто все связи полностью ионные. В простом веществе степень окисления элемента равна 0: \(\mathrm{Fe^0}\), \(\mathrm{O_2^0}\), \(\mathrm{Cl_2^0}\). В ионе она совпадает с зарядом иона: \(\mathrm{Na^{+1}}\), \(\mathrm{S^{2-}}\).

Окисление и восстановление

Окисление — процесс отдачи электронов, при котором степень окисления повышается. Восстановление — процесс присоединения электронов, при котором степень окисления понижается.

\[\mathrm{Me^0 \rightarrow Me^{n+} + n e^-}\]1

\[\mathrm{X^m + k e^- \rightarrow X^{m-k}}\]2

Если степень окисления изменилась, реакция является ОВР. Например, в реакции образования хлорида натрия натрий меняет степень окисления с 0 на +1, а хлор — с 0 на −1.

2Na + Cl₂ → 2NaClНатрий окисляется, хлор восстанавливается.

Главное правило ОВР

Число отданных электронов равно числу принятых электронов. Это закон сохранения заряда и основа электронного баланса.

Окислитель и восстановитель

Окислитель принимает электроны и сам восстанавливается. Поэтому у окислителя степень окисления понижается. Восстановитель отдаёт электроны и сам окисляется; его степень окисления повышается.

Участник	Что делает с электронами	Что происходит с ним	Изменение степени окисления
Окислитель	Принимает электроны	Восстанавливается	Понижается
Восстановитель	Отдаёт электроны	Окисляется	Повышается

Как не перепутать

Окислитель окисляет другое вещество, но сам восстанавливается. Восстановитель восстанавливает другое вещество, но сам окисляется. Название показывает действие на партнёра, а не собственное превращение.

В реакции \(\mathrm{Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu}\) цинк отдаёт электроны и является восстановителем. Ионы меди принимают электроны и являются окислителем.

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + CuЦинк окисляется, ионы меди восстанавливаются.

Типичные восстановители: активные металлы, водород, углерод, угарный газ, некоторые ионы с низкой степенью окисления. Типичные окислители: кислород, галогены, перманганат, дихромат, концентрированная азотная кислота и соединения элементов с высокой степенью окисления. Однако роль вещества определяется конкретной реакцией.

Микро-проверка

В реакции \(\mathrm{Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu}\) кто является восстановителем?

Как находить степени окисления

Для составления баланса сначала определяют степени окисления только тех элементов, которые могут измениться. Используйте правила: у простого вещества степень окисления равна 0; у одноатомного иона — его заряду; сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна 0, а в сложном ионе — заряду иона; обычно водород имеет +1, кислород −2.

Вещество или частица	Расчёт	Степень окисления искомого элемента
\(\mathrm{H_2SO_4}\)	\(2\cdot(+1)+x+4\cdot(-2)=0\)	\(\mathrm{S^{+6}}\)
\(\mathrm{KMnO_4}\)	\(+1+x+4\cdot(-2)=0\)	\(\mathrm{Mn^{+7}}\)
\(\mathrm{NH_4^+}\)	\(x+4\cdot(+1)=+1\)	\(\mathrm{N^{-3}}\)
\(\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}\)	\(2x+7\cdot(-2)=-2\)	\(\mathrm{Cr^{+6}}\)

Частая ошибка

Индекс в формуле показывает число атомов и не является степенью окисления. В \(\mathrm{H_2O}\) двойка относится к числу атомов водорода, а степень окисления водорода равна +1.

Расстановка коэффициентов методом электронного баланса

Алгоритм расстановки коэффициентов в ОВР применяют после записи правильных формул реагентов и продуктов. Коэффициенты ставят перед формулами, индексы внутри формул не изменяют.

Запишите схему реакции и определите степени окисления изменяющихся элементов.
Составьте электронные полуреакции: кто отдаёт и кто принимает электроны.
Уравняйте число отданных и принятых электронов, используя множители.
Перенесите найденные множители в коэффициенты перед веществами.
Доуравняйте остальные элементы, а затем проверьте число атомов каждого элемента.

Электронный баланс

Сумма электронов, отданных всеми восстановителями, должна быть равна сумме электронов, принятых всеми окислителями. Если один атом отдаёт 3 электрона, а другой принимает 2, минимальные множители равны 2 и 3.

Разобранный пример: реакция алюминия с оксидом железа(III)

Уравняем реакцию термитного типа: алюминий вытесняет железо из оксида железа(III). Сначала записываем схему: \(\mathrm{Al + Fe_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + Fe}\).

Определяем степени окисления изменяющихся элементов: алюминий и железо находятся в простых веществах со степенью 0.

\(\displaystyle \mathrm{Al^0 + Fe_2^{+3}O_3^{−2} \rightarrow Al_2^{+3}O_3^{−2} + Fe^0}\)

Алюминий повышает степень окисления с 0 до +3 и отдаёт 3 электрона.

\(\displaystyle \mathrm{Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{+3}}\)

Каждый атом железа понижает степень окисления с +3 до 0 и принимает 3 электрона. В молекуле \(\mathrm{Fe_2O_3}\) находятся два атома железа.

\(\displaystyle \mathrm{2Fe^{+3} + 6e^- \rightarrow 2Fe^0}\)

Число отданных электронов у двух атомов алюминия равно алты, поэтому берём 2 атома алюминия.

\(\displaystyle \mathrm{2Al^0 - 6e^- \rightarrow 2Al^{+3}}\)

Переносим коэффициенты в схему и проверяем атомы кислорода.

\(\displaystyle \mathrm{2Al + Fe_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + 2Fe}\)

№

Жауап к примеру

Уравненная реакция: \(\mathrm{2Al + Fe_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + 2Fe}\). Восстановитель — алюминий, окислитель — оксид железа(III), точнее ионы \(\mathrm{Fe^{3+}}\) в его составе.

После расстановки коэффициентов проверьте баланс: алюминия 2 атома слева и справа, железа 2 и 2, кислорода 3 и 3. Если все количества совпадают, коэффициенты найдены верно.

Особые случаи и контроль ответа

Иногда один и тот же элемент одновременно окисляется и восстанавливается. Такая реакция называется диспропорционированием. Например, хлор в щёлочи может образовать хлорид и гипохлорит: часть атомов хлора понижает степень окисления, а часть повышает.

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂OХлор одновременно восстанавливается до −1 и окисляется до +1.

В реакциях с металлами полезно отдельно отслеживать переход электронов от металла к частицам окислителя; подробнее такие случаи рассматриваются на странице ОВР с участием металлов. ОВР лежат и в основе коррозии металлов, которую изучают после этой темы.

Частые ошибки при решении

1. Называют окислителем вещество, которое само отдаёт электроны. 2. Меняют индексы в формулах вместо коэффициентов. 3. Учитывают только один атом элемента, хотя в формуле их несколько. 4. Не проверяют кислород и водород после составления баланса. 5. Считают любую реакцию обмена ОВР, хотя степени окисления могут не изменяться.

Степени окисления изменяющихся элементов определены.
Окислитель принимает электроны, восстановитель отдаёт.
Число отданных и принятых электронов совпадает.
Коэффициенты сокращены до наименьших целых чисел.
Число атомов каждого элемента проверено.

Жылдам тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса

Вопрос 1 / 4

Вопрос 1 из 4 · Определения

Как изменяется степень окисления при восстановлении?

Главное за минуту

Главное

ОВР сопровождаются изменением степеней окисления и переходом электронов.
Окислитель принимает электроны и восстанавливается; восстановитель отдаёт электроны и окисляется.
Для электронного баланса число отданных электронов приравнивают к числу принятых.
Коэффициенты ставят перед формулами, а индексы веществ не изменяют.
После решения обязательно проверьте число атомов всех элементов и сократите коэффициенты до наименьших целых чисел.