Окислитенельно-восстановительные реакции

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕРЕАКЦИИ (р-ции окисления-восстановления) происходят с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих в-в. При окислении в-в степень окисления элементов возрастает, при восстановлении - понижается.

 

Типичные окислители и восстановители

Вещества, являющиеся окислителями во многих реакциях, представляют собой типичные (сильные) окислители. К ним относятся F₂, Cl₂, O₂, KClO₃, H₂SO₄, HNO₃, KMnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇, PbO₂ и др.

 

Типичными (сильными) восстановителями являются H₂, C (графит), Zn, Al, Ca, KI, HCl (конц.), H₂S, CO и др.

 

Соединения с двойственной функцией

Многие вещества могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. К таким веществам принадлежат KNO₂, H₂O₂, SO₂, Nа₂SO₃ и др.

 

2.

Принцип Ле Шателье

Принцип Ле Шателье — Брауна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, стремящиеся свести это изменение к минимуму.

 

Смещение химического равновесия при изменении:

Концентрации

• При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;
• При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

Давления

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении, в котором уменьшается суммарное количество молей газов и наоборот.

В реакции синтеза аммиака количество газов уменьшается вдвое: N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

Значит, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования NH₃

Температура

При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции.

 

3.

KMnO4 + H2S + HCl→ MnCl2 + S + KCl + H2O

K2CO3 + H2O = KHCO3 + KOH

 

№5

1.

Метод валентных связей

Основные положения метода валентных связей, ба­зирующиеся на квантово-механической теории строения атома, были разработаны Вальтером Гейтлером и Фритцем Лондоном в 1928 году. В последующем значительный вклад в развитие этого метода внесли Лайнус Полинг и Джон Слейтер. С точки зрения этого метода:

1. В образовании связи участвуют только электроны внешней электронной оболочки атома (валентные элек­троны).

2. Химическая связь образуется двумя валентными электронами различных атомов с антипараллельными спи­нами. При этом происходит перекрывание электронных орбиталей и между атомами появляется область с повышенной электронной плотностью, обусловливающая связь между ядрами атомов. Таким образом, в основе МВС лежит образование двухэлектронной, двухцентровой связи.

3. Химическая связь осуществляется в том направле­нии, в котором обеспечивается наибольшее перекрывание атомных орбиталей.

4. Из нескольких связей данного атома наиболее проч­ной будет связь, которая получилась в результате наибольшего перекрывания атомных орбиталей.

5. При образовании молекул электронная структура (кроме внешней электронной оболочки) и химическая индивидуальность каждого атома в основном сохраняются.

Валентность

Валентность (от лат. valentia - сила), способность атома к образованию химических связей.

2.

Термохимическое уравнение

 

Термохимические уравнения реакций - это уравнения, в которых около символов химических соединений указываются агрегатные состояния этих соединений или кристаллографическая модификация и в правой части уравнения указываются численные значения тепловых эффектов

Например, термохимическое уравнение

4NH₃(г) + 3O₂(г) → 2N₂(г) + 6H₂O(ж), ΔН=-1531 кДж

показывает, что данная химическая реакция сопровождается выделением 1531 кДж теплоты, при давлении 101 кПа, и относится к тому числу молей каждого из веществ, которое соответствует стехиометрическому коэффициенту в уравнении реакции.

 

Тепловой эффект и изменение стандартной энтальпии в химический реакциях

ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТРЕАКЦИИ, теплота, выделенная или поглощенная термодинамич. системой при протекании в ней хим. р-ции. Определяется при условии, что система не совершает никакой работы (кроме возможной работы расширения), а т-ры реагентов и продуктов равны.

Тепловой эффект реакции зависит только от состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути перехода.

 

Энтальпия (от греч. enthálpo — нагреваю) (теплосодержание, тепловая функция Гиббса), потенциал термодинамический, характеризующий состояние термодинамической системы при выборе в качестве основных независимых переменных энтропии S и давления р.

 

Изменения энтальпии, происходящие при химической реакции или фазовом превращении, могут варьировать в зависимости от температуры, давления и физического состояния веществ, участвующих в рассматриваемом процессе.

ΔH=H2 – H1

3.

NaClO + H2O=HClO + NaOH

2KNO2+ 2H2SO4 + 2FeSO4(т) = 2NO↑ + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2H2O

 

№7

1.

Теория отталкивания электронных пар

Теория отталкивания электронных пар валентных орбиталей (ОЭПВО) — один из подходов в химии, необходимый для объяснения и предсказания геометрии молекул. Согласно этой теории молекула всегда будет принимать форму, при которой отталкивание внешних электронных пар минимально (принцип минимума энергии).

 

1. Неподеленная электронная пара занимает больший объем, чем пара электронов на орбитали, участвующей в образовании ординарной связи. Сила отталкивания электронных пар в данной валентной оболочке понижается в следующем порядке: неподеленная пара — неподеленная пара > неподеленная пара — связывающая пара > связывающая пара — связывающая пара.

2. Объем электронной пары, участвующей в образовании связи, уменьшается с увеличением электроотрицательности лиганда.

3. Две электронные пары двойной связи или три электронные пары тройной связи занимают больший объем, чем электронная пара ординарной связи.

2.

Окислитенельно-восстановительные реакции

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕРЕАКЦИИ (р-ции окисления-восстановления) происходят с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих в-в. При окислении в-в степень окисления элементов возрастает, при восстановлении - понижается.

 

Типичные окислители и восстановители

Вещества, являющиеся окислителями во многих реакциях, представляют собой типичные (сильные) окислители. К ним относятся F₂, Cl₂, O₂, KClO₃, H₂SO₄, HNO₃, KMnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇, PbO₂ и др.

 

Типичными (сильными) восстановителями являются H₂, C (графит), Zn, Al, Ca, KI, HCl (конц.), H₂S, CO и др.

 

Соединения с двойственной функцией

Многие вещества могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. К таким веществам принадлежат KNO₂, H₂O₂, SO₂, Nа₂SO₃ и др.

3.

K2Cr2O4+NaNO2+H2SO4=??

CuCO3 + 2 HCl = CuCl2 + H2O + CO2

№11

1.

Магнитные свойства молекул и ионов. Диа- и парамагнитные молекулы и их свойства.
Все вещества делят на парамагнитные и диамагнитные. Вещество называют парамагнитным, если его атомы(или молекулы) обладают магнитным моментом, и диамагнитным, если его атомы не обладают постоянным магнитным моментом.

 

Парамагнитные вещества обладают свойством втягиваться в магнитное поле, а диамагнитные вещества выталкиваются им.

Магнитные моменты атомов определяются главным образом суммарным моментом электронов в атоме.

2.

Влияние температуры на скорость химической реакции.

С ростом температуры увеличивается частота столкновений молекул реагирующих веществ, а следовательно, скорость реакций. При понижении – скорость уменьшается.

Константа скорости реакции.

Константа скорости реакции — коэффициент пропорциональности в кинетическом уравнении.

 

Константа скорости реакции имеет физический смысл скорости реакции, когда произведение концентраций реагирующих веществ равно единице.

 

Константа скорости реакции зависит от температуры, от природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентрации.