Тема 9. Окислительно-восстановительные процессы.

Важнейшие окислители и восстановители. Участие воды в окислительно-восстановительных реакциях. Роль и значение окислительно-восстановительных процессов.

Цель: усвоение терминологической лексики, профессионально ориентированное чтение, развитие и выработка навыков коммуникативной компетенции.

Занятие 18

Коммуникативная компетенция. Речевая деятельность.

Профессиональная терминология:

1. Окислитель (муж. хим. қышқылдандыратын зат; тотықтандырғыш; тотықтандыратын зат; тотықтырғыш) – это частица (атом, молекула или ион), которая принимает электроны.

2. Восстановитель (тотықсыздырғыш) – это частица (атом, молекула или ион), которая отдает электроны.

3. Окислительно-восстановительная реакция – это единство процессов окисления и восстановления

Окисление – процесс отдачи электрона, который сопровождается повышением степени окисления.

Na – 1e Na⁺

Восстановление – процесс присоединения электронов, который сопровождается понижением степени окисления.

Cl₂ + 2e 2Cl ^-

Окислитель – атом или ион, который принимает электрон, а сам восстанавливается.

Окислитель имеет отрицательную степень окисления:

+e

«жадненький»

Восстановитель - атом или ион, который отдает электрон, а сам окисляется. Восстановитель имеет положительную степень окисления:

-e

 

«добренький»

Текст

Значение окислительно-восстановительных процессов

Окислительно-восстановительные процессы принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций и имеют огромное значение в теории и практике. С ними связаны процессы обмена веществ, протекающие в живом организме, гниение и брожение, фотосинтез. Окислительно-восстановительные процессы сопровождают круговороты веществ в природе. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов, при электролизе и выплавка металлов. С их помощью получают мелочи, кислоты и другие ценные продукты. Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе преобразования энергии взаимодействующих химических веществ в электрическую энергию в гальванических и топливных элементах.

Текст

Химические реакции

В окружающем нас мире постоянно проходят химические реакции — перевариваем ли мы пищу, печем ли пироги, ездим ли на машинах. В ходе химической реакции атомы веществ (реагентов) перегруппировываются, образуя новые вещества (продукты реакции). Результат реакции зависит от элементов, из которых состоят реагенты. При ударе молнии азот воздуха реагирует с кислородом, образуя диоксид азота.

Как проходят реакции

В ходе химической реакции связи между атомами веществ разрываются и атомы образуют связи с новыми партнерами. Ниже показано, как вода и углекислый газ образуют угольную кислоту. Молекула воды (Н20) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула углекислого газа (СО2) состоит из двух атомов кислорода и связанного с ними атома углерода. Связи между атомами в молекулах рвутся, и возникают другие связи. Так образуется молекула угольной кислоты:

H2O + CO2 = H2CO3.

Для разрушения связей и возникновения новых требуется энергия, поэтому любая химическая реакция сопровождается энергетическим обменом с окружающей средой. Как правило, выделяется или поглощается тепловая энергия, но в некоторых реакциях участвует свет. Если при реакции выделяется тепло, то реакция называется экзотермической. При эндотермической реакции тепло поглощается. У глубоководных рыб есть особые клетки, в которых происходят реакции, в ходе которых излучается свет. При физических упражнениях в клетках тепла происходят реакции с выделением, т.е. экзотермические реакции.

Многие химические реакции не могут начаться без подвода определенного количества энергии, как правило, тепловой. Тепло заставляет молекулы двигаться быстрее, они сталкиваются друг с другом и вступают в реакцию. Минимальная энергия, необходимая для начала реакции, называется энергией активации. Трение спички о коробок вызывает химическую реакцию, приводящую к возгоранию спички.

Типы реакций

Ниже представлены примеры химических реакций, проходящих в природе и проводимых в лаборатории:

1. Если поместить железный гвоздь в раствор сульфата меди, железо вытеснит медь из раствора и займет ее место, а медь выделится на поверхности гвоздя. Эта реакция — пример вытеснения активным элементом (железом) менее активного (меди).

2. Карстовые пещеры, сталактиты и сталагмиты образуются в результате реакции карбоната кальция, входящего в состав породы, и дождевой воды, содержащей растворенный диоксид углерода.

3. Внутри батареек есть вещества (как правило, цинк, хлорид аммония и диоксид марганца), при реакции которых возникает электрический ток.

4. Когда мы перевариваем пищу, в нашем организме происходит множество разных реакций. В ходе их пища разлагается на более простые вещества, которые усваивает организм.

5. Глубоководные рыбы производят свет благодаря проходящим в их клетках реакциям, потому что на больших глубинах очень темно.

6. Органическая материя разлагается и гниет под воздействием бактерий. Сохранилось тело человека, жившего более 200 лет назад, так как в слое жидкой грязи, где он лежал, не было воздуха и бактерии не могли там существовать.

7. Известняк (карбонат кальция) при нагревании распадается на оксид кальция (известь) и углекислый газ. Это реакция термического разложения.

8. Горение, или сгорание, — это химическая реакции. Когда древесина горит, это означает, что она соединяется с кислородом воздуха. Продукты реакции — углекислый газ, вода и уголь или пепел.

9. Находящиеся в головке спички химикаты реагируют с красным фосфором, нанесенным на коробку, и это приводит к возгоранию.

10. Растения производят питательные вещества в ходе фотосинтеза. Это эндотермическая реакция, использующая энергию солнечного света.

11. Ржавение — форма коррозии. Коррозия — это химическая реакция металла с кислородом воздуха.

Вопросы для самопроверки

1.Как протекают химические реакции?