Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Окислительно - восстановительные процессы
(редокс –процессы) Окислительно - восстановительными - называются реакции, сопровождающиеся изменением степеней окисления элементов реагирующих веществ.Они сопровождаются полным или частичным переносом электронов от одного атома к другому. Степень окисления элемента - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный, исходя из предположения, что молекула состоит из ионов. Для вычисления степени окисления элемента в соединении следует исходить из следующих положений: 1. Степень окисления элемента в простых веществах равна нулю. 2. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, входящих в состав молекулы, равна нулю. 3. Постоянную степень окисления в соединениях проявляют щелочные металлы (+1), щелочно-земельные металлы, цинк, магний и кадмий (+2). 4. Водород проявляет степень окисления +1 во всех соединениях, кроме гидридов металлов, например NaH, CaH2. 5. Степень окисления кислорода в соединениях равна -2, за исключением пероксидов (H2O2) и фторида кислорода (OF2). Пользуясь изложенными правилами, рассчитаем степень окисления хрома в соединении К2СrO4. Сумма зарядов на калии +2, на кислороде -8, тогда +2+х-8=0. Решая уравнение, находим, что х = + 6, следовательно, степень окисления хрома равна +6. Окислением называется процесс отдачи электронов атомом или ионом, например: Zn° - 2е = Zn2+; Fe2+ - е = Fe3+; S2- - 2е = S° Восстановлением называется процесс присоединения электронов к атому или иону, например: Р° + Зе = Р3-; Сu2+ + 2е = Сu°; С12 + 2е = 2C1- При окислении степень окисления элемента повышается, а при восстановлении понижается. Частицы, принимающие электроны, играют роль окислителей, отдающие электроны - восстановителей. Оба процесса — окисление и восстановление — протекают одновременно. При этом общее число электронов, отданных восстановителем, равно общему числу электронов, принятых окислителем. Существует три типа окислительно - восстановительных реакций: 1. Реакции, в которых окислитель и восстановитель находятся в составе различных молекул, называют межмолекулярными, например: 2Mg0 + О20 = 2Mg2+O2-. 2. Реакции, в которых окислитель и восстановитель находятся в составе одной молекулы, называются внутримолекулярными, например: (N-3Н4)2Cr2+6О7 = N20 + Сг2+3О3 + 4Н2О
В данной реакции окислителем является хром со степенью окисления +6, восстановителем - азот со степенью окисления -3. 3. Реакции диспропорционирования. В этих реакциях функции окислителя и восстановителя выполняет один и тот же элемент, например: Hg+12Cl2 = Hg+2C12 + Hg° Для нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций можно воспользоваться методом электронного баланса или методом полуреакций. Рассмотрим особенности данных методов на примере реакции: H2SO3 + HClO3 = H2SO4 + HCl Метод электронного баланса 1. Расставим степени окисления атомов элементов, входящих в состав исходных веществ и продуктов реакции. H2+1 S +4O3-2 + H+1 Cl +5O3-2 = H2+1 S +6O4-2 + H+1 Cl-1 2. Подчеркнем те атомы, которые изменяют свои степени окисления. 3. Составим электронный баланс переходов. S4+ ─ 2е → S+6 3 восстановитель, процесс окисления С15+ + 6е → Сl- 1 окислитель, процесс восстановления 4. Суммируем левые и правые части схем переходов, перемножая их на найденные коэффициенты. 3S4+ + С1+5 → 3S+6 + Cl ¯ 5. Переносим найденные коэффициенты в молекулярную схему реакции. 3H2SO3 + НСlО3 = 3H2SO4 + НС1 В данном методе принимаются во внимание условно существующие в растворах ионы: S+6 вместо реального иона SO42-; С1+5 вместо реального иона ClO-. Метод полуреакций Данный метод оперирует переходами реальных ионов. При уравнивании окислительно-восстановительной реакции этим методом следует придерживаться следующего порядка: 1. Составить схему реакции с указанием исходных веществ и продуктов реакции, отметить элементы, изменяющие степень окисления, найти окислитель и восстановитель. 2. Написать ионное уравнение реакции. При этом слабые электролиты, осадки или газы записать в виде молекул. 3. Составить схемы полуреакций окисления и восстановления с указанием реально существующих в условиях реакции ионов или молекул. 4. Уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях полуреакций, при этом следует учитывать, что в превращениях могут участвовать частицы среды Н2О, Н+ в кислой среде, Н2О ОН- в щелочной среде.
5. Уравнять суммарное число зарядов в обеих частях каждой полуреакции, для этого прибавить к левой части полуреакции необходимое число электронов. 6. Подобрать коэффициенты для полуреакции так, чтобы число электронов, отдаваемых при окислении, было равно числу электронов, принимаемых при восстановлении. 7. Сложить левые и правые части полуреакций с учетом найденных коэффициентов и расставить коэффициенты в исходное уравнение реакции. Пример 1: Рассмотрим реакцию: H2SO3 + НСlO3 = H2SO4 + HC1 В данной реакции повышается степень окисления серы от +4 до +6 (сера окисляется, в реакции является восстановителем) и понижается степень окисления хлора от +5 до -1 (хлор восстанавливается, является окислителем). Записываем ионное уравнение реакции: Н+ + SO32- + СlO3- = Н+ + С1- + SO42- Из уравнения видно, что ион SO32- превращается в ион SO42-, а ион ClO-з в ион Cl¯. При рассмотрении окисления сульфита исходим из схемы: SO2-3→ SO2-4. Поскольку для этого превращения необходим один атом кислорода, используем молекулу воды, при этом в правой части образуются два иона водорода. Суммарный заряд ионов в правой части равен нулю, а в левой части -2, поэтому вычитаем два электрона, т.е.: SO32- + Н2О – 2е = SO42- + 2 Н+ При восстановлении иона С1О3- в ион Сl- три атома кислорода связываются с шестью ионами водорода, превращаясь в 3 молекулы воды. Для уравнивания числа зарядов в правую часть добавляем шесть электронов, т.е.: С1О3- + 6Н+ + 6е = Cl- + 3Н2О Суммируем правые и левые части рассмотренных полуреакций, предварительно умножаем их на найденные коэффициенты: SO2-3 + Н2О -2е = SO42- + 2H+ 3 процесс окисления, восстановитель С lO - + 6Н+ +6е = С1- + ЗН2О 1 процесс восстановления, окислитель 3SO2-3+ СlO- + 3 Н2О + 6 H+ = 3SO2- 4 + С1- + 3 Н2О + 6 H+ В окончательной форме уравнение имеет следующий вид: 3H2SO3 + НСlО3 = 3H2SO4 + HCl H2SO3 - восстановитель, НСlО3 – окислитель. Пример 2: KMnO4 + H2O2 + H2SO4 = MnSO4 + O2 + K2SO4 + H2O В данной реакции понижается степень окисления марганца от +7 до +2 (марганец восстанавливается, в реакции является окислителем), и повышается степень окисления кислорода от -1 до 0 (кислород окисляется, в реакции является восстановителем). При рассмотрении окисления кислорода исходим из схемы: H2O2 → O2; Полуреакция имеет вид: Н2О2 -2е → О2 + 2Н+ При рассмотрении восстановления исходим из схемы: МпО4-1 → Мn2+; Для связывания четырех атомов кислорода используем восемь ионов водорода и добавим в левую часть пять электронов МпО4-1 + 8Н+ + 5е = Мп2+ + 4Н2О Суммируем левые и правые части полуреакций, предварительно умножаем их на найденные коэффициенты, приводим подобные члены: Н2О2 - 2е = О2 + 2Н+ 5 окисление, восстановитель МпО4-1 + 8Н+ + 5е = М n 2+ + 4Н2О 2 восстановление, окислитель 5Н2О2 + 2МnО4- + 16 H + = 5О2 + 2Мn2+ + 10 H + + 8Н2О 5Н2О2 + 2МnО4- + 6Н+ = 5О2 + 2Мn2+ + 8Н2О В окончательной форме уравнение имеет следующий вид: 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O KMnO4 – окислитель, Н2О2 – восстановитель. 1.5.1. Методические указания по теме В данной теме необходимо: – понять сущность окислительно-восстановительных процессов, как реакций, связанных с переходом электронов между реагирующими атомами и изменением их степеней окисления;
–знать понятия: процесс окисления (процесс отдачи электронов), процесс восстановления (процесс принятия электронов); окислитель принимает электроны, восстановитель отдает электроны; –овладеть метод электронного баланса и методом полуреакций. 1.5.2. Контрольные задания 91-100 – Дайте характеристику окислительно - восстановительных процессов; – Сформулируйте понятия: окисление, восстановление, окислитель, восстановитель, степень окисления; – Подберите коэффициенты в представленных уравнениях реакций, укажите окислитель и восстановитель; – Рассчитайте массу окислителя, необходимую для реакции с 5 г восстановителя. 91. KMnO4 + FeSO4 + Н2SO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Н2О 92. KMnO4 + KNO2 + H2SO4 = MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O 93. Н2О2 + NaI + H2SO4 = I2 + H2O + Na2SO4 94. K2Cr2O 7 + H2S + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + H2O 95. К3РО3 + KMnO4 + H2SO4 = К3РО4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 96. FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fе2(SO4)3 + H2O 97. KBr + МnО2 + H2SO4 = Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 98. P + HNO3 + H2O = H3PO4 + NO 99. K2Cr2O7 + Na2SO3 + Н2SО4 = Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O 100. CrCl3 + Br2 + KOH = K2CrO4+ KBr +KCl + H2O Лабораторная работа № 3
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-11-22; просмотров: 156; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.58.182.29 (0.023 с.) |