Окисление – это процесс отдачи электронов, а восстановление – процесс принятия электронов. Окислитель – в ходе реакции принимает электроны и сам при этом восстанавливается. Восстановитель отдает электроны, а сам при этом окисляется.

Атомы элемента, входящего в состав окислителя, понижают свою степень окисления в ходе ОВР, а атомы элемента, входящего в состав восстановителя, повышают свою степень окисления.

Окислительно-восстановительными реакциями называют реакции, в которых изменяются степени окисления химических элементов. Реакции ионного обмена не являются окислительно-восстановительными.

Если через раствор хлорида меди (II) пропускать электрический ток, то на катоде  выделится медь, а на аноде образуется хлор.

Рис. 1. Электролиз раствора хлорида меди(II)

Рассмотрим реакцию магния с кислородом. Запишем уравнение этой реакции и расставим значения степеней окисления атомов элементов:

Как видно, атомы магния и кислорода в составе исходных веществ и продуктов реакции имеют различные значения степеней окисления. Запишем схемы процессов окисления и восстановления, происходящих с атомами магния и кислорода.

До реакции атомы магния имели степень окисления, равную нулю, после реакции - +2. Таким образом, атом магния потерял 2 электрона:

Впервые о процессе окисления стали говорить после доказательства А. Лавуазье, того, что кислород – составная часть воздуха. Именно тогда ученый предложил так называемую теорию горения: горение представляет собой взаимодействие вещества с кислородом воздуха. Например, процесс горения магния на воздухе описывается уравнением:

2Mg + O₂ = 2MgO

В дальнейшем реакции горения стали рассматривать как частный случай реакций окисления. Например, медь не горит, а окисляется кислородом до оксида меди (II):

2Сu + O₂ = 2CuO

Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, способны реагировать с растворами кислот с выделением водорода. Такие реакции являются реакциями замещения. Рассмотрим решение двух задач.

ЗАДАЧА 1. Вычислите массу цинка, вступившего в реакцию с избытком  раствора серной кислоты, если выделилось 67,2 л водорода (при н.у.).

Решение: Запишем уравнение реакции и подпишем над формулами веществ, что дано и требуется определить по условию задачи:

х г                                 67,2 л

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

Рассчитаем количество вещества водорода:

При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций следует учесть, что число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, принятых окислителем. Должен соблюдаться электронный баланс.

В качестве примера рассмотрим реакцию соляной кислоты с перманганатом калия.

Запишем схему данной реакции, зная, что продуктами реакции являются хлорид калия, хлорид марганца, хлор и вода:

HCl + KMnO₄ → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

Рассмотрим понятие «степень окисления» на примере молекулы воды.

Рис. 1. Электронная формула молекулы воды

Общие электронные пары в молекуле воды смещены в сторону атома кислорода (Рис. 1), т.к. он более электроотрицательный элемент, чем водород. Если представить, что электронные пары не смещаются, а электроны полностью переходят от атома водорода к атому кислорода, то на атомах водорода будет не частичный, а полный положительный заряд - +1, а на атоме кислорода  - -2. Такой условный заряд назвали степенью окисления (Рис. 2).