Реакция горения углерода в избытке кислорода описывается уравнением: Данный процесс является окислительно-восстановительной реакцией (ОВР), так как сопровождается переходом электронов и изменением степеней окисления элементов. 1. Определение степеней окисления Для анализа ОВР необходимо расставить степени окисления всех атомов до и после реакции:
- До реакции: Вещества (графит/уголь) и являются простыми веществами, поэтому их степени окисления равны 0. После реакции: В молекуле кислород имеет постоянную степень окисления -2. Исходя из электронейтральности молекулы ( ), углерод приобретает степень окисления +4.
2. Электронный баланс Составим схему переноса электронов для каждого элемента:
- Углерод ( ):
Атом углерода отдает 4 электрона. Процесс отдачи электронов называется окислением. Кислород ( ):
Молекула кислорода принимает 4 электрона. Процесс принятия электронов называется восстановлением.
3. Роли реагентов На основании электронного баланса определяются роли веществ в реакции:
- Углерод ( ) является восстановителем. Он повышает свою степень окисления с до . Кислород ( ) является окислителем. Он понижает свою степень окисления с до .
Резюме
| Элемент | Изменение степени окисления | Процесс | Роль |
|---|---|---|---|
| C | Окисление | Восстановитель | |
| O | Восстановление | Окислитель |
Данная реакция относится к реакциям межмолекулярного окисления-восстановления, протекающим с выделением большого количества энергии (экзотермическая реакция). Я могу также разобрать для вас случай неполного сгорания углерода до угарного газа ( ) или составить электронный баланс для более сложной органической реакции.