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 |
Процессы окисления, восстановления
Окисление – процесс отдачи электронов Hq0 - 2e → Hq+2 При окислении степень окисления элемента повышается, а элемент является восстановителем. Восстановление – процесс присоединения электронов. S0 + 2e → S-2 При восстановлении степень окисления элемента понижается, а элемент является окислителем. Важнейшие окислители и восстановители. Типичные восстановители Простые вещества • H2 • Щелочные металлы • Щелочноземельные металлы • C • Zn • AI Сложные вещества • KI • NH3 • H2S • CO • Na2SO3 • NaNO2 Типичные окислители Простые вещества • F2 • CI2 • O2 Сложные вещества • KCIO3 • H2SO4 • HNO3 • KMnO4 • MnO2 • K2Cr2O4 Классификация окислительно-восстановительных реакций. Примеры Окислительно-восстановительные реакции делятся на три вида: · межмолекулярные ОВР - окислителем и восстановителем являются два разных вещества (простые или сложные); · внутримолекулярные ОВР - окислитель и восстановитель находятся в одной молекуле; · реакции диспропорционирования (дисмутации, самоокисления-самовосстановления) - в одном и том же веществе имеется элемент с промежуточной степенью окисления, который в ходе реакции, одновременно, и окисляется, и восстанавливается. Межмолекулярные ОВР Примеры межмолекулярных окислительно-восстановительных реакций между газообразными веществами: H20+Cl20 = 2H+1Cl-1 3H20+N20 = 2N-3H3+1 2N+2O+O20 = 2N+4O2-2 4N-3H3+3O20 = 2N20+6H2O-2 Примеры межмолекулярных ОВР между твёрдыми веществами и газообразными (окисление металлов): 2Mg0+O20 = 2Mg+2O-2 2Sb0+3Cl20 = 2Sb+3Cl3-1 Примеры межмолекулярных ОВР между твёрдыми веществами и растворами: Mn+4O2+4HCl-1 = Cl20+Mn+2Cl2+2H2O 2KMn+7O4+16HCl-1 = 5Cl20+2Mn+2Cl2+2KCl+8H2O Примеры межмолекулярных ОВР между твёрдыми веществами: 2Al0+Fe2+3O3 = Al2+3O3+2Fe0 Примеры межмолекулярных ОВР, протекающих в растворах: 3Na2S+4O3+K2Cr2+6O7+4H2SO4 = 3Na2S+6O4+Cr2+3(SO4)3+K2SO4+4H2O Ионное уравнение: 3SO32-+Cr2O72-+8H+ = 3SO42-+2Cr3++4H2O Реакции коммутации: 2H2S-2+H2S+4O3 = 3S0+3H2O 5HCl-1+HCl+5O3 = 3Cl20+3H2O Внутримолекулярные ОВР Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции являются реакциями разложения: N-3H4N+3O2 = N20+2H2O N-3H4N+5O2 = N2+1+2H2O 2NaN+5O3-2 = 2NaN+3O2+O20 2KCl+5O3-2 = 2KCl-1+3O20 Реакции диспропорционирования Cl20+H2O ↔ HCl+1O+HCl-1 4KCl+5O3 = 3KCl+7O4+KCl-1 3NaCl+1O = NaCl+5O3+2NaCl-1 4Na2S+4O3 = 3Na2S+6O4+Na2S-2 3HN+3O2 = HN+5O3+2N+2O+H2O
Реакции диспропорционирования могут протекать только в присутствии веществ, которые имеют элементы с промежуточной степенью окисления. Например, марганец в манганате калия K2Mn+6O4 имеет промежуточную степень окисления +6. Поскольку, ион MnO42- имеет изумрудный цвет, то и раствор манганата калия имеет зелёный цвет. Реагируя с водой, манганат калия образует перманганат калия KMnO4, а цвет раствора становится буро-красным, в результате выпадения в осадок оксида магния MnO2. 3K2Mn+6O4+2H2O = 2KMn+7O4+Mn+4O2+4KOH 2Mn+6-2e- = 2Mn+7 (окисление) Mn+6+2e- = Mn+4 (восстановление) Как видно из уравнения реакции, в двух из трёх ионов MnO42-, присутствующих в молекуле манганата калия, атомы марганца отдают по одному электрону, выступая в роли восстановителя, а в третьем ионе атом марганца принимает эти два электрона от своих "братьев", играя роль окислителя. Таким образом, молекула манганата калия в ходе реакции проявляет, как восстановительные, так и окислительные свойства. Метод электронного баланса. Примеры Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NO + H2O Zn0-2e=Zn2+ ½3 восстановитель N+5+3e=N+2 ½2 окислитель 3Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO + 2H2O Сначала расставляются коэффициенты в веществах, полностью изменяющих степень окисления. Затем по балансу элементов расставляют коэффициенты у всех остальных веществ HCI + MnO2 → CI2 + MnCI2 + H2O 2Cl-1 -2e=Cl20 ½1 восстановитель Mn+4+2e=Mn+2 ½1 окислитель 4HCI + MnO2 = CI2 + MnCI2 + H2O
KMnO4 + HCI → KCI + MnCI2 + CI2 + H2O Mn+7 +5e=Mn+2 ½2 окислитель 2Cl-1-2e=Cl20 ½5 восстановитель 2KMnO4 + 16HCI → 2KCI + 2MnCI2 + 5CI2 + 8H2O Метод электронно-ионного баланса. Примеры 1) в молекулярной схеме реакции находим степени окисления атомов тех элементов, которые её изменяют. Напишем ионно-молекулярную схему реакции, включающую окислитель, восстановитель, продукты их реакции и, если известно, среду; 2) составляем ионно-электронные уравнения отдельно для процессов окисления и восстановления: сначала уравняем частицы в левой и правой частях уравнения, используя для этого молекулы Н20 и, в зависимости от среды, ионы Н+ или ОН-, а затем уравняем заряд добавлением (или вычитанием) электронов в левую часть (из левой части) уравнения; 3) находим наименьшее общее кратное для электронов окислителя и восстановителя, и соответствующие множители;
4) суммируем полуреакции окисления и восстановления с учётом множителей, получаем ионно-молекулярное уравнение, а затем пишем молекулярное уравнение реакции. Пример 1. Бутен-2, СН3-СН=СН-СН3, или С4Н8, окисляется перманганатом калия КМп04 в сернокислой кислой среде до уксусной кислоты СН3СООН, или С2Н402: Запишем ионно-молекулярную схему: Схема полуреакции восстановления: Уравняем кислород, учитывая, что в кислой среде присутствуют ионы водорода Н+ и молекулы воды; присутствие гидроксид-ионов ОН~ исключено. Один несбалансированный атом кислорода связывается в воду двумя ионами Н+. Поэтому в левую часть полуреакции на четыре избыточных атома кислорода добавляем восемь ионов водорода Н+, при этом в правой части образуется четыре молекулы воды: Недостаток заряда в левой части обозначим через х и определим его по балансу заряда: -1 + 8 + х = +2, отсюда х = -5. Поскольку электрон имеет единичный элементарный отрицательный заряд, это соответствует принятию пяти электронов: Проверим по заряду: -1 + 8 + 5 • (-1) = +2. Схема полуреакции окисления (левую часть удваиваем для баланса по углероду и водороду): Свяжем четыре избыточных атома кислорода справа, добавив в правую часть уравнения восемь ионов водорода Н+; в левой части появится четыре молекулы воды: Недостаток заряда в левой части х = + 8; что соответствует отдаче восьми электронов: Наименьшее общее кратное числа принятых (5) и отданных (8) электронов равно 40. Суммируем полуреакции восстановления и окисления с учётом множителей: Подчёркнутые члены уравнения являются подобными, поэтому они сокращаются. После сокращения получим ионно-молекулярное уравнение реакции: Проверим баланс по заряду: 8 • (-1) + 24 = 16; 8 • 2 = 16. Составим молекулярное уравнение: уравняв в нем дополнительно ионы К+ и SO^-, не принимавшие участия в процессах окисления и восстановления. Проверим баланс по кислороду: 8-4 + 12-4 = 80; 8-4 + 10-2 + + 12 + 4-4 = 80.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-02-07; просмотров: 174; 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 - 18.117.11.240 (0.015 с.) |