Тема 10. Окисно-відновні реакції (ОВР).



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Тема 10. Окисно-відновні реакції (ОВР).



 

Ступінь окиснення елемента (С.О.) – це число, яке показує кількість частково або повністю зміщених електронів від одного атома до іншого у формулі речовин.

С.О. елемента записується біля кожного елемента справа вверху( запис здійснюється таким чином: спочатку записується заряд , а потім число: Н+1,

О-2, Fe+3, Ca0) у формулі речовини. С.О. елемента стосується тільки одногоатома елемента у формулі речовини..

Правила визначення С.О. елементів у формулах речовин:

1. С.О. атомів Гідрогену(Н) у складних речовинах завжди дорівнює +1 (крім гідридів металів - NaH-1, CaH2-1, AlH3-1).

2. С.О. атомів Оксисену (О)у складних речовинах завжди дорівнює -2 (крім формул – H2+1О2-1, О+2F2-1)

3. С.О. атомів Металіву складних речовинах завжди позитивний, а числове значення відповідає валентності.

4. С.О. атомів у простих речовинах завжди дорівнює 0.

5. Сума всіх позитивних С.О. елементів дорівнює сумі всіх негативних С.О. елементів у формулі речовини.

Наприклад: H2+1S+6O4-2; H3+1P+5O4-2; K2+1Cr+6O4-2;

+2 -8 +3 -8 +2 -8

Окисно-відновні реакції (ОВР) будемо розглядати, користуючись методом електронного балансу:

0 + 5О20 = 2Р2+5О5-2

Р0 - 5е = Р+5 4 - реакція окиснення

О20 + 4е = 2О-2 5 – реакція відновлення

Р0 - відновник;

О20 - окисник.

Відновник – цеелемент, який віддає електрони.

Окисник – цеелемент, який приймає електрони.

Відновлення – цепроцес приймання електронів.

Окиснення – цепроцес віддачі електронів.

Відновник віддає електрони при цьому підвищує свій С.О. елементів, але сам при цьому окислюється.

Окисник приймаєелектрони при цьому понижує свій С.О. елементів, але сам при цьому відновлюється.

Якщо елемент має декілька С.О. то елемент з найменшою С.О. є тільки відновником, з найвищою С.О. – тільки окисником, а з проміжною С.О. –

І окисником, і відновником одночасно.

Наприклад:

С.О. S -2; │ 0; +4; │ +6

тільки відновникі окисник, ітільки окисник

відновник

ОВРподіляються на такі види:

 

 

1. Реакція міжмолекулярного окиснення і відновлення

2K+1Mn+7O4-2 + 16H+1Cl-1 = 2Mn+2Cl2-1 + 2K+1Cl-1 + 5Cl20 + 8H2+1O-2

Mn+7 + 5е = Mn+2 2 - реакція відновлення

2Cl-1 - 2е = Cl20 5 – реакція окиснення

Mn+7 - окисник;

Сl-1 - відновник.

 

Реакція внутрішньомолекулярного окиснення і відновлення

2K+1Сl+5O3-2 = 2K+1Cl-1 + 3O20

Cl+5 + 6е = Cl-1 2 - реакція відновлення

2O-2 - 4е = O20 3 – реакція окиснення

Cl+5 - окисник;

O-2 - відновник.

 

Реакція самоокиснення і самовідновлення (диспропорціонування)

Cl20 + 6Na+1O-2H+1= 5Na+1Cl-1 + Na+1Cl+5O3-2 + 3H2+1O-2

Cl20 + 2е = 2Cl-1 5 - реакція відновлення

Cl20 - 10е = 2Cl+5 1 – реакція окиснення

Cl20 - окисник і відновник

 

Реакція конпропорціонування

N-3H4N+3O2 = N02 + 2H2O

N-3 - 6е = N0 2 1 - реакція окиснення

N+3 + 6е = N02 1 – реакція відновлення

N-3 - відновник

N+3 - окисник

S+4O2 + 2H2S-2 = 3S0 + 2H2O

S+4 + 4е = S0 1 - реакція відновлення

S-2 - 2е = S0 2 – реакція окиснення

 

S+4 - окисник

S-2 - відновник

При чому реакції конпропорціонування також можуть бутивнутрішньо (перший приклад) і міжмолекулярними (другий приклад).

 

Розгляд реакцій як ОВР методом електронного балансу використовується для урівнювання рівнянь реакцій, якщо класичним способом є неможливо.

 

Додаткові вправи:

Розглянути реакції як окисно-відновні методом електронного балансу, вказати окисник та відновник, реакції окиснення і відновлення:

1. Mg + HNO3 = Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

2. K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O !

3. KMnO4 = MnO2 + K2MnO4 + O20 . !

4. P4 + H2O = H3PO4 + H2

5. FeS2 + O2 = Fe2O3 + SO2 !

6. Hg + HNO3 = Hg2(NO3)2 + NO + Н2О !

7. K2MnO4 + H2O = MnO2 + KMnO4 + KOH . !

8. Fe + Fe2(SO4)3 = FeSO4

9. (NH4)2S + K2Cr2O7 + H2O = S + Cr(OH)3 + KOH + NH3

10. FeSO4 + O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O

11. Hg + Hg(NO3)2 = Hg2(NO3)2

12. PbS + H2O2 = PbSO4 + H2O

13. H2O2 + KMnO4 + H2SO4 = O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

14. Fe(CrO2)2 + O2 + K2CO3 = Fe2O3 + K2CrO4 + CO2

15. H3PO4 + Zn + H2SO4 = ZnSO4 + PH3 + H2O

16. CrCl2 + NO + HCl = CrCl3 + N2 + H2O

17. Al + KMnO4 + H2SO4 = Al2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

18. Br2 + Ca3P2 + H2O = HBr + Ca3(PO4)2

19. KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

20. P2S3 + HNO3 = H3PO4 + H2SO4 + NO2 + H2O

21. KNO3 + S + C = K2SO4 + CO2 + N2

22. KNO3 + S + C = K2S + CO2 + N2.

23. C + CrO3 + H2SO4 = CO2 + Cr2(SO4)3 + H2O

24. CrO = Cr + Cr2O3

25. KBrO3 + KBr + H2SO4 = Br2 + K2SO4 + H2O

26. NH4NO3 = N2O + H2O

27. Ca + H2SO4 = CaSO4 + H2S + H2O

28. N2O + CO = N2 + CO2

29. HNO2 = NO + HNO3 + H2O

30. KH + H2O = KOH + H2

 

ІІ. Неорганічна хімія

Основні класи неорганічних сполук

 

Існують такі класи неорганічних сполук:

1. оксиди;

2. основи;

3. кислоти;

Солі.

Тема 11. Оксиди.

Оксиди– це складні речовини, що містять тільки два елементи, один з якихОксиген.

Наприклад: СаО - кальцій оксид

СО2 - карбон (IV) оксид

Na2O - натрій оксид

Так як існують два види елементів – Ме і НеМе – тому є два класи оксидів:

1. оксиди металів;

2. оксиди неметалів

Оксиди металівподіляються на такі класи:

1. основні;

2. амфотерні;

Змішані.

Оксиди неметалів поділяються на такі класи:

1.кислотні;

2.подвійні;

3. несолетворні(індиферентні).

Бувають і інші класифікації оксидів.

Оксиди поділяються на такі класи:

1. солетворні;

2. несолетворні(індиферентні).

Солетворні оксиди поділяються:

1. основні;

2. кислотні;

3. амфотерні;

4. подвійні;

Змішані.

Основні оксиди.

Основні оксиди – це оксиди тільки металів із валентністю І або ІІ і їм відповідають основи.

Наприклад: Na2O, CaO, FeO, CrO, МnO.

 

Хімічні властивості основних оксидів

Реакція з водою.

Деякі основні оксиди ( тільки оксиди лужних та лужно-земельних металів) взаємодіють з водою, утворюючи луги.

K2O + H2O = 2KOH

CaO + H2O = Ca(OH)2

FeO + H2O ≠

1. Реакція з кислотами.

Всі основні оксиди взаємодіють з кислотами, утворюючи сіль і воду.

Реакція обміну.

FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O

3K2O + 2H3PO4 = 2K3PO4 + 3H2O

2. Реакція з кислотними або амфотерними оксидами.

Всі основні оксиди взаємодіють з кислотними або амфотерними оксидами утворюючи сіль. Реакція сполучення.

Na2O + CO2 = Na2CO3

 

Кислотні оксиди

Кислотні оксиди - це оксиди всіх неметалів і деяких металів із валентністю VI і VII і їм відповідають кислоти.

Наприклад: СО2 - H2CO3 - карбонатна кислота

SO2 - H2SO3 - сульфітна кислота

3 - H2SO4 - сульфатна кислота

SiО2 - H2SiO3 - силікатна кислота

N2О5 - HNO3 - нітратна кислота

P2O5 - H3PO4 - ортофосфатна кислота

СrО3 - H2CrO4 - хроматна кислота

Mn2O7 - HMnO4 - перманганатна кислота

Хімічні властивості кислотних оксидів

Реакція з водою.

Всі кислотні оксиди ( крім SiO2) взаємодіють з водою, утворюючи кислоти.

SO3 + H2O = H2SO4

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

SiO2 + H2O ≠

2. Реакція з лугами.

Всі кислотні оксиди взаємодіють з лугами (розчинні основи – NaOH,

KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2) утворюючи сіль і воду.

 

SiO2 + Ba(OH)2 = BaSiO3 + H2O

N2O5 + 2KOH = 2KNO3 + H2O

3. Реакція з основними або амфотерними оксидами.

Всі кислотні оксиди взаємодіють з основними або амфотерними оксидами утворюючи сіль. Реакція сполучення.

Na2O + SO3 = Na2SO4

 

Амфотерні оксиди

Амфотерні оксиди – це оксиди деяких металів, які одночасно проявляють властивості і кислотних і основних оксидів і їмодночасно відповідають і основа, і кислота.

Наприклад: ZnO - Zn(OH)2 - H2ZnO2

BeO - Be(OH)2 - H2ВеO2

Fe2O3 - Fe(OH)3 - H3FeO3

Al2O3 - Al(OH)3 - H3AlO3

Cr2O3 - Cr(OH)3 - H3CrO3

 

Хімічні властивості амфотерних оксидів

Реакція з водою.

Амфотернін оксиди не взаємодіють з водою

ZnO + H2O ≠

 

 

2. Реакція з кислотами.

Всі амфотерні оксиди взаємодіють з кислотами, утворюючи сіль і воду, подібно як основні оксиди. Реакція обміну.

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O

Al2O3 + 2H3PO4 = 2AlPO4 + 3H2O

3. Реакція з лугами.

Всі амфотерні оксиди взаємодіють з лугами,утворюючи сіль і водуподібно як кислотні оксиди.

 

ZnO + Ba(OH)2 = BaZnO2 + H2O

Al2O3 + 6KOH = 2K3AlO3 + 3H2O

4. Реакція з кислотними або основними оксидами.

Всі амфотерні оксиди взаємодіють з кислотними або основними оксидами утворюючи сіль. Реакція сполучення.

ZnO + CO2 = ZnCO3

Al2O3 + 3K2O = 2K3AlO3

 

Подвійні оксиди

Подвійні оксиди – це оксиди деяких неметалів (кислотні оксиди), яким відповідають по дві кислоти

Наприклад: → HN+3O2 - нітритна кислота

N+4O2

→ HN+5O3 - нітратна кислота

 

→ HCl+3O2 - хлоритна кислота

Cl+4O2

→ HCl+5O3 - хлоратна кислота

 

→ HCl+5O3 - хлоратна кислота

Cl+6O3

→ HCl+7O4 - перхлоратна кислота

 

 

Хімічні властивості подвійних оксидів

Реакція з водою.

Всі подвійні оксиди взаємодіють з водою, утворюючи по дві кислоти.

2СlO3 + H2O = HClO3 + HClO4

 

2. Реакція з лугами.

Всі подвійні оксиди взаємодіють з лугами,утворюючи дві солі і воду.

 

4NO2 + 2Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2O

 

3. Реакція з основними або амфотерними оксидами.

Всі подвійні оксиди взаємодіють з основними або амфотерними оксидами утворюючи дві солі.

Na2O + 2ClO2 = NaClO2 + NaClO3

 

Змішані оксиди

Змішані оксиди – це оксиди деяких металів, що одночасномістять і основний і амфотерний оксид.

Наприклад: Fe3O4 (FeO·Fe2O3) - ферум(ІІ,ІІІ) оксид, залізна окалина

Для них характерна реакція тільки з кислотами, при цьому утворюються дві солі і вода.

Fe3O4 + 8HCl = Fe+2Cl2 + 2Fe+3Cl3 + 4H2O

(Fe+2O·Fe+32O3)

Fe3O4 + 4H2SO4 = Fe+2SO4 + Fe+32(SO4)3 + 4H2O

(Fe+2O·Fe+32O3)

 

Несолетворні (індиферентні) оксиди

Несолетворні оксиди – це оксиди деяких Неметалів, які не взаємодіють ні з кислотами, ні з лугами і не утворюють солей.

Наприклад: N2O, NO, CO.

Для них характерна реакція тільки з киснем (О2):

2СО + О2 = 2СО2

2NO + O2 = 2NO2

2N2O + O2 = 4NO

 

Добування оксидів.

 

1. Реакція речовин(простих і складних) з киснем.

С + О2 = СО2

2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

2. Реакція розкладу деяких кислот.

H2CO3 = CO2 + H2O

4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2

3. Реакція розкладу нерозчинної основи.

Cu(OH)2 = CuO + H2O

4. Реакція розкладу деяких солей.

CaCO3 = CaO + CO2

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

 

Забарвлення деяких основних оксидів(металів):

1. CuO – чорний колір

2. Сu2O - червоний колір

3. Сr2O3 - зелений колір

4. Fe2O3 - бурий колір

Всі інші оксиди металів є білі тверді речовини.

 

Тема 12. Основи.

Основи– це складні речовина, які складаються з атомів металу і гідроксид-групи.

Наприклад.

NaOH - натрій гідроксид

Fe(OH)2 - ферум(ІІ) гідроксид

Основи поділяють за:

І. за розчинністю у воді:

1. розчинні або луги;

2. нерозчинні.

Луги є електролітами. Луги – цеелектроліти, які дисоціюють на йони-Гідроксиду(ОН-).

ІІ. За кількістю груп ОН:

1. однокислотні (NaOH, KOH);

2. багатокислотні (Fe(OH)2, Al(OH)3)

 

Хімічні властивості

 

І. Луги

1.Реакція зміни забарвлення індикаторів (реакція дисоціації)

Тількирозчинах лугів індикаторизмінюють забарвлення:

Лакмус ізфіолетового насиній

Метилоранж із оранжевого на жовтий

Універсальний індикатор із жовтого на синій

Фенолфталеїн ізбезбарвногонамалиновий

NaOH ↔ Na+ + OH-

2. Реакція з кислотними або амфотерними або подвійними оксидами.

Тільки луги взаємодіють з кислотними або амфотерними або подвійними оксидами утворюючи сіль і воду.

2NaОН + CO2 = Na2CO3 + Н2О

3. Реакція з кислотами.

Всі луги взаємодіють з кислотами,утворюючи сіль і воду. Реакція обміну,

а називається реакціянейтралізації – це реакція між основою і кислотою.

NaOН + HCl = NaCl + H2O

4. Реакція з солями.

Тільки луги взаємодіють з солями, якщо утворюється хоча б одна нерозчинна речовина . Реакція обміну .

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl

KNO3 + NaOH ≠

CuSO4 + Ba(OH)2 = Cu(OH)2↓+ BaSO4

ІІ. Нерозчинні основи

1. Реакція з кислотами.

Всі нерозчинні основи взаємодіють з кислотами,утворюючи сіль і воду. Реакція обміну, а називається реакціянейтралізації.

Fe(ОН)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O

2. Реакція розкладу при нагріванні.

Тільки нерозчинні основи при нагріванні розкладаються на оксид

металу і воду.

Cu(OH)2 = CuO + H2O

 

Добування основ

І. лугів.



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-26; просмотров: 794; 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 - 34.207.247.69 (0.007 с.)