Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Окислительно-восстановительных процессов



Занятие № 6

 

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Теоретическая часть

Реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов, называются окислительно-восстановительными.

Таблица 1

Основные понятия и определения

окислительно-восстановительных процессов

Понятия и определения Примеры
Степень окисления (окислительное число) – это условный заряд атома в соединении, вычисляемый из допущения, что все связи в этом соединении являются ионными, и равный числу электронов, смещенных от атома данного элемента (положительная степень окисления) или к атому данного элемента (отрицательная степень окисления) +1 +7 –2 +1 +6 –2 K Mn O4 , H2 S O4, –3 +1 N H3, +1 +6 –2 K2 Cr2 O7
Восстановители– атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны; процесс отдачи электронов называется окислением. Процесс окисления сопровождается увеличением степени окисления соответствующих элементов, входящих в состав восстановителя о Al – 3e = Al3+
Окислители – атомы, молекулы или ионы, принимающие электроны; процесс присоединения электронов называется восстановлением Процесс восстановления сопровождается понижением степени окисления элементов, входящих в состав окислителя о _ Cl2 + 2e = 2Cl
Соединения, в состав которых входят атомы элементов в своей максимальной положительной степени окисления, могут только восстанавливаться, выступая в качестве окислителей Соединения, содержащие элементы в их минимальнойстепени окисления, могут только окисляться, выполняя функцию восстановителей +6 +4 +5 K2Cr2O7, PbO2, HNO3 –2 –3 H2S, NH3

Продолжение табл. 1

Понятия и определения Примеры
Правилаопределения степени окисления атомов в свободном состоянии и в химических соединениях: 1) степень окисления атомов в молекулах простых веществ равна нулю; 2) алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекулах равна нулю, то есть молекула электронейтральна; 3) степень окисления атомов в простых ионных соединениях для данного иона равна по знаку и численному значению его электрического заряда; 4) алгебраическая сумма степеней окисления атомов в ионах равна электрическому заряду данного иона;   0 0 0 0 F2, O3, Al, Cl2   +2 –1 Ca Cl2 1•(+2) + 1•(–1) = 0 +2 –1 Ca2+, Cl1– +6 –2 S O42– 1•(+6) + 1•(–2) = –2
5) металлы в своих соединениях проявляют только положительные степени окисления; 6) постоянную степень окисления в соединениях проявляют: металлы главной подгруппы 1 группы периодической системы элементов (+1); металлы главной подгруппы 2 группы (+2); фтор (–1); водород во всех соединениях имеет степень окисления, равную плюс один (+1); исключение составляют гидриды металлов, где из-за всегда положительной степени окисления металлов, степень окисления водорода равна минус один (–1); кислород в соединениях имеет степень окисления, равную минус два (–2); исключения составляют: пероксиды – здесь кислород имеет степень окисления, равную минус один (–1); фторид кислорода – здесь кислород имеет степень окисления, равную плюс два (+2); дифторид кислорода – здесь кислород имеет степень окисления, равную плюс один (+1)   +2 +3 CoSO4, Fe2O3     +1 +1 LiCl, Na2SO4   +2 +2 –1 MgS, CaF2   +1 +1 +1 –1 HNO3, NH4OH, LiH, +2 –1 CaH2   –2 –2 –2 FeO, CH3OH, H2SO4   –1 –1 H2O2, Na2O2 +2 OF2 +1 O2F2

Метод электронного баланса

Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных веществах и продуктах реакции и предусматривает соблюдение правила: число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

Сущность метода электронного баланса рассмотрим на примере составления уравнения окислительно-восстановительной реакции.

 

Пример. Определить коэффициенты в окислительно-восстановительной реакции

H2O2 + KMnO4 + H2SO4 ¾¾® O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.

 

Основные этапы составления уравнения реакции:

1) определяются степени окисления элементов в соединениях, устанавливается окислитель и восстановитель:

 

+1 –1 +1 +7 –2 +1 +6 –2 0 +2 +6 –2 +1 +6 –2 +1 –2

H2 O2 + K Mn O4 + H2 S O4 ¾¾® O2 + Mn S O4 + K2 S O4 + H2 O.

 

Из схемы реакции видно, что степень окисления кислорода повысилась от –1 до 0, следовательно, H2O2 – восстановитель и в процессе реакции окисляется. Степень окисления марганца меняется от +7 до +2, следовательно, KMnO4 – окислитель и в процессе реакции восстанавливается;

2) составляются электронные уравнения и находятся коэффициенты при восстановителе и окислителе (основные коэффициенты), то есть составляется электронный баланс:

–1 0

2 O – 2 e = O2 5

+7 +2

Mn + 5e = Mn 2

 

3) основные коэффициенты переносятся в уравнение реакции

5H2O2 + 2KMnO4 + H2SO4 ¾¾® 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O;

4) из сопоставления левой и правой частей находятся коэффициенты для остальных участников реакции в следующем порядке: сначала уравнивается число атомов металлов, далее – число атомов неметаллов (кроме водорода), в последнюю очередь уравнивается число атомов водорода.

Окончательно уравнение будет иметь вид

5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O.

Для проверки правильности подобранных коэффициентов подсчитывается баланс атомов кислорода в левой и правой частях уравнения.


 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.