Окислительно-восстановительные процессы в химическом анализе.

ОВР-такие реакции, в ходе которых происходит изменение степени окисления некоторых элементов в химических соединениях.

Реакции окисления-восстановления широко используются в аналитической химии для разделения, открытия, количественного определения ионов и в других целях. При составлении уравнений реакций окисления-восстановления нужно установить: будет ли происходить реакция и в каком направлении. Ответ на эти вопросы можно получить, сравнивая величины нормальных окислительно-восстановительных потенциалов соответствующих окислительно-восстановительных пар.

Для составления реакций окисления-восстановления применяются два метода: метод электронного баланса и метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций).

Метод электронного баланса

В данном методе используется понятие "степень окисления" - это условный заряд атома, вычисленный, исходя из предположения, что молекула состоит из ионов.

Пример:

Используя метод электронного баланса, решите уравнение окислительно-восстановительной реакции

-2  +5  +3           +6 +2

Fe₂S₃+ HN0₃ = Fe(N0₃)₃ + H₂S0₄ + NO + H₂0

Решение:

Для нахождения коэффициентов данной реакции определяем степень окисления элементов, изменивших валентность. Атом серы меняет степень окисления с -2 до + 6, степень окисления возрастает, следовательно, Fe₂S₃- восстановитель. У атома азота степень окисления уменьшается с +5 до +2, следовательно, HN0₃ - окислитель.

Учитывая число атомов элементов, входящих в состав молекул окислителя и восстановителя составляем уравнения электронных переходов

8

1 8 8

24

 

24

3

окисление         3S^-2 - 3 · 8е → 3S⁺⁶

восстановление     N⁺⁵ + 3е → N⁺²

 

Находим наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (24) и делим его на число отданных и принятых электронов, в результате получаем коэффициенты для восстановителя и окислителя и подставляем их в реакцию. Коэффициенты для продуктов окисления и восстановления находим с учётом числа атомов в молекулах окислителя и восстановителя. В данной реакции HN0₃ расходуется не только для окисления (8 молекул), но и на образование соли (6 молекул). Коэффициенты перед веществами, не меняющими степень окисления находим подбором. Уравнение реакции принимает вид:

Fe₂S₃ + 14HN0₃→2Fe(N0₃)₃ + 3H₂S0₄ +8NO + 4Н₂0

восстановитель окислитель                                       продукт продукт

                                                                                       окисления восстановления

 

 

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Основные понятия качественного анализа

Качественный анализ - метод исследования вещества, который устанавливает какие элементы, ионы, атомы, молекулы присутствуют в анализируемом веществе.

Задачей качественного анализа является установление химического состава анализируемого объекта. Анализируемый объект может быть индивидуальным веществом или смесью веществ.

Задачи качественного анализа могут быть разнообразными, но все они сводятся к качественному открытию (обнаружению).

Химические реакции, пригодные для качественного анализа, должны сопровождаться заметным внешним эффектом. Это может быть:

• выделение газа

• изменение окраски раствора

• выпадение осадка

• растворение осадка

• образование кристаллов характерной формы

Эти характерные свойства наз. аналитическими признаками. Химическую реакцию, при проведении которой проявляются аналитические признаки, называют качественной аналитической реакцией.

Вещества, применяемые для проведения аналитических реакций, называют реактивами или реагентами.

Качественные аналитические реакции:

· групповые (общие)

· характерные

· специфические.

Групповые реакции позволяют выделить из смеси веществ под воздействием группового реагента целые группы ионов, имеющие одинаковый аналитический признак.

Характерными называют такие реакции, в которых участвуют реактивы, взаимодействующие с одним или небольшим числом ионов.

Специфической реакцией на данный ион называется такая реакция, которая позволяет обнаружить его в условиях опыта в смеси с другими ионами.

Методы качественного анализа

Дробный анализ-основан на обнаружении искомых ионов с применением специфических или характерных реакций.

Систематический метод-основан на последовательном разделении смесей ионов на группы с помощью групповых реагентов и с последующим обнаружением отдельных ионов характерных реакций.