Номер 11, страница 84 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

*11. Самая распространённая окислительно-восстановительная реакция на Земле — фотосинтез: $6CO_2 + 6H_2O = C_6H_{12}O_6 + 6O_2$.

Какой элемент служит окислителем, а какой — восстановителем в этом процессе?

Решение

Чтобы определить, какой элемент является окислителем, а какой — восстановителем, необходимо проанализировать изменение степеней окисления атомов в ходе химической реакции фотосинтеза.

Запишем уравнение реакции и расставим степени окисления для каждого элемента в реагентах и продуктах:

$6\overset{+4}{C}\overset{-2}{O_2} + 6\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} \rightarrow \overset{0}{C_6}\overset{+1}{H_{12}}\overset{-2}{O_6} + 6\overset{0}{O_2}$

1. Анализ изменения степеней окисления:

• Углерод (C): В исходном веществе, диоксиде углерода ($CO_2$), углерод имеет степень окисления +4. В продукте, глюкозе ($C_6H_{12}O_6$), степень окисления углерода становится 0. Степень окисления понизилась ($+4 \rightarrow 0$), что означает, что атом углерода принял электроны. Процесс принятия электронов называется восстановлением. Вещество, в котором элемент принимает электроны, является окислителем.

• Кислород (O): В молекуле воды ($H_2O$) кислород имеет степень окисления -2. В продукте, молекулярном кислороде ($O_2$), его степень окисления равна 0. Степень окисления повысилась ($-2 \rightarrow 0$), что означает, что атом кислорода отдал электроны. Процесс отдачи электронов называется окислением. Вещество, в котором элемент отдает электроны, является восстановителем.

• Водород (H): Степень окисления водорода не изменяется и остается +1 как в воде ($H_2O$), так и в глюкозе ($C_6H_{12}O_6$).

2. Определение окислителя и восстановителя:

• Окислитель — это элемент, который принимает электроны и понижает свою степень окисления. В данной реакции это углерод (C).

  Процесс восстановления: $\overset{+4}{C} + 4e^- \rightarrow \overset{0}{C}$

• Восстановитель — это элемент, который отдает электроны и повышает свою степень окисления. В данной реакции это кислород (O) из молекулы воды.

  Процесс окисления: $2\overset{-2}{O} - 4e^- \rightarrow \overset{0}{O_2}$

Таким образом, в реакции фотосинтеза углерод в составе $CO_2$ является окислителем, а кислород в составе $H_2O$ — восстановителем.

Ответ: окислителем в этом процессе служит элемент углерод (C), а восстановителем — элемент кислород (O).