ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, Окислительно-восстановительные реакции - Основы химии
Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительными называют реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов.
Степень окисления это тот условный заряд атома элемента, который вычисляют, исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов (как правило, обозначается арабской цифрой, заряд ставят перед цифрой).
Для нахождения Степени окисления используют следующие правила:
- - степень окисления атомов в простых веществах равна нулю; - фтор во всех соединениях без исключения имеет степень окисления 1; - степень окисления кислорода равна 2 (исключение: фториды кислорода, например, ОF2; пероксиды, субоксиды, озониды); - степень окисления водорода равна +1 (исключение гидриды металлов, например, NaH, СаН2 и др.); - степень окисления щелочных металлов в соединениях равна +1, щелочноземельных +2, алюминия +3; - алгебраическая сумма степеней окисления частиц в молекуле равна нулю.
Для определения степени окисления Атомов элементов в молекуле Составляют простейшие алгебраические уравнения. Например, для MnO2, K2MnO4, KMnO4 степень окисления марганца (Х) рассчитывают следующим образом:
MnO2 Х + 2*(-2) = 0 Х = +4
K2 MnO4 2*(+1) + Х + 4*(-2) = 0 Х = +6
KMnO4 1 + Х + 4*(-2) = 0 Х = +7
При определении степени окисления атомов элементов в составе иона необходимо помнить, что Заряд иона равен алгебраической сумме степеней окисления атомов элементов, входящих в состав иона.
NO3 - Х + 3*(-2)= -1 Х = +5
SO42- Х + 4*(-2) = -2 Х = +6
Cr2O7 2- 2*(Х)+7*(-2)= -2 Х = +6
Заряд иона, как правило, ставят после цифры.
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
Для нахождения коэффициентов при составлении окислительно-восстановительных реакций необходимо:
- соблюдение материального баланса (число атомов данного элемента в левой и правой части должно быть одинаково);
соблюдение электронного баланса: число электронов, отданных восстановителем (Red), должно быть равно числу электронов, принятых окислителем (Ox), например:
При составлении окислительно-восстановительных реакций в водных растворах часто возникает необходимость использовать среду (Н+, ОН --, Н2О). При этом, если частица в левой части полуреакции содержит кислорода больше, чем в правой (NO3-- NO2 -- ), то нужно связать "О2--"; если частица в левой части полуреакции содержит кислорода меньше, чем в правой части (SO32- SO4 2-- ), то нужно ввести "О2--" (представлено в табл. 4.1).
Таблица 4.1
Процессы |
Среда в окислительно-восстановительных реакциях в расчете на "О2-- " в соединении | ||
Кислая (Н+) |
Щелочная (ОН-) |
Нейтральная (Н2О) | |
Связать "О2-- " NO3-- NO2-- |
О2-- + 2Н+ = Н2О |
О2-- + Н2О = 2ОН-- |
О2-- + Н2О = 2ОН-- |
Ввести "О2-" SO32-- SO42-- |
Н2О = О2-- + 2Н+ |
2ОН-- = О2- + Н2О |
Н2О = О2--+ 2Н+ |
Для реакции К2Cr2O7 + КI + Н2SO4 Cr2(SO4)3 + I2 + Н2О + К2 SO4
Ниже представлена последовательность однотипных операций, с помощью которых составляют уравнения полуреакций с использованием среды.
- Записывают исходные вещества и продукты полуреакций окисления и восстановления (сильные электролиты записывают в виде ионов, а неэлектро-литы, слабые электролиты, газы, осадки - в виде молекул):
Cr2O7 2--Cr3+; I-- I2.
- Уравнивают количество атомов элемента, изменяющего степень окисления:
Cr2O 7 2--2Cr 3+;2I-- = I2.
- - По изменению степени окисления подсчитывают количество отданных или принятых электронов:Cr2O7 2-- + 6 з 2Cr 3+;2I-- 2з = I2. - При необходимости уравнивают кислород и водород, используя правила среды: Cr2O7 2-- + 6 з + 14Н + = 2Cr 3+ + 7Н2О - Проверяют суммарный заряд ионов и электронов левой и правой части уравнения. - Составляют суммарное ионное уравнение реакции:
Cr2O7 2-- + 6I -- + 14Н + = 2Cr 3+ + 3I2 + 7Н2О
- Составляют суммарное молекулярное уравнение реакции:
К2Cr2O7 + 6КI + 7Н2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7Н2О + 4К2 SO4
Пример 1. Среда кислая.
Задания к подразделу 4.1
Задания 241-260. Рассчитайте и укажите степень окисления (CO) атомов элементов в предложенных частицах. Объясните, какую роль могут выполнять указанные частицы в окислительно-восстановительных реакциях: Только Окислитель (Ox), Только восстановитель (Red), окислитель и восстановитель.
241. NH4OH, VO2+, Ni, VO3-- |
251. SeO32--, AlO2--, Br --, ClO3-- |
242. MnO42--, NO3--, NH4+, ClO3-- |
252. CO2, Cr2O72--, BrO --, SeO42-- |
243. TiO2+, ClO --, MnO2, MnO4-- |
253. SO42--, CO, H2S, MnO42-- |
244. Cl2, Cl --, CrO2--, B4O7 2-- |
254. Ca, NO3--, BrO --, NO2-- |
245. BrO --, Br --, Cd2+, CrO42-- |
255. ClO4--, Cl --, CrO2--, F2 |
246. NO3 --, NO, Cr2O72--, SO32-- |
256. SO42--, Cl2, Mn2+, ClO -- |
247. CO2, ClO--, MnO42--, Cl-- |
257. NO2--, MnO2, NO2, Cu |
248. Fe2O3, MnO4--, Br --, CrO42-- |
258. CrO2--, ReO4--, PbO2, CrO42-- |
249. Fe, AlO2--, N2O, NO3-- |
259. SO32--, NO2, ClO4--, Br -- |
250. CrO33--, MnO2, PbO2, Cr2O72-- |
260. H2S, Cl2 , SO42--, Cr2O72-- |
Задания 261-280. Составьте электронно-ионные схемы и молекулярные уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель. Две реакции (а, б) для каждого задания.
- 261. а) Na2SeO3 + KBrO + H2O Br2 , SeO4 2-- Б) HCl + HNO3 Cl2 , NO 262. а) Cr2(SO4)3 +Cl2 + KOH CrO4 2-- , Cl -- Б) K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 SO4 2--, Cr 3+ 263. а) KI + HNO3 NO, I2 Б) NaCrO2 +NaClO + KOH CrO4 2-- , Cl -- 264. а) HNO3 + Ni N2O, Ni2+ Б) SnSO4 +Ag2O3+ KOH SnO3 2-- , AgO. 265. а) K2Cr2O7 + Na3AsO3 + H2SO4AsO4 3--, Cr3+ Б) KCrO2 +Cl2+ KOH CrO4 2-- , Cl -- 266. а) K2Cr2O7 +HCl Cr 3+ , Cl2 Б) SO2 +NaIO3 + H2O SO4 2-- , I-- 267. а) KMnO4 + H2S + H2SO4 Mn2+ , SO4 2-- Б) I2 + Cl2 + H2O IO3-- , Cl -- 268. а) Sn(NO3)2 + K2Cr2O7 + H2SO4 Sn4+ , Cr 3+ Б) KClO3 +KCrO2+ NaOH CrO4 2-- , Cl -- 269. а) SnCl2 + KBrO3 + HCl Sn4+ , Br -- Б) FeSO4 + KClO3 + H2SO4 Fe3+, Cl -- 270. а) Ni(OH)2 +NaClO + H2O Ni(OH)3 , Cl -- Б) KMnO4 + Na2SO3 + H2O SO4 2-- , MnO2 271. а) MnSO4 + PbO2 + H2SO4 Pb2+, MnO4 -- Б) FeCl2 + KMnO4 + H2SO4 Fe3+, Mn2+ 272. а) MnSO4 +Cl2+ KOH MnO4 2 -- , Cl -- Б) H3PO3 + KMnO4 +H2SO4 Mn2+ , H3PO4 273. а) KMnO4 + NaNO2 + H2O NO3--, MnO2 Б) Mn(NO3)2 + NaClO + H2O Cl -- , MnO2 274. а) KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 NO3-- , Mn2+ Б) H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 S, Cr 3+ 275. а) Cr2O3 + KClO3 + KOH CrO4 2--, Cl -- Б) FeCl2 +HNO3 + HCl Fe3+, N2O 276. а) KClO3 + MnO2 + KOH MnO4 2-- , Cl -- Б) Na3AsO3 +I2+ H2O AsO4 3-- , I -- 277. а) H2S + HNO3 SO4 2-- , NO2. Б) I2 + Na2SO3 + H2O I-- , SO42-- 278. а) C + HNO3 CO2 , NO2. Б) H2S + Cl2 + H2O SO4 2-- , Cl -- 279. а) SnCl2 + Na3AsO3 +HCl As, Sn4+ Б) (BiO)2SO4 + Br2 + NaOH BiO3--, Br -- 280. а) Mn(NO3)2 + NaBiO3 + HNO3 Bi3+ , MnO4-- Б) KNO3 +Zn+ NaOH ZnO2 2-- , NH3
Похожие статьи
-
Существует три основных типа окислительно-восстановительных реакций: 1. Если окислитель и восстановитель находятся в молекулах различных веществ, то...
-
В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в продуктах реакции, при этом руководствуемся правилом: число электронов,...
-
Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций можно использовать два метода: метод электронного баланса и метод электронно-ионного...
-
Понятие о реакциях окисления-восстановления - Окислительно-восстановительные процессы
Комплексные цели: студенты должны: знать, что такое степень окисления атома; что называют восстановителем и окислителем; объяснять суть процессов...
-
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИИ - Неограническая химия
Задание 6.1. В данной (табл. VI.1) окислительно-восстановительной реакции уравняйте стехиометрические коэффициенты ионно-электронным методом и...
-
Типы окислительно-восстановительных реакций - Окислительно-восстановительные процессы
Различают три типа окислительно-восстановительных реакций. Межмолекулярные реакции - это реакции, которые протекают с изменением степеней окисления...
-
1. Какие реакции называются окислительно-восстановительными? 2. Что такое степень окисления? Какие процессы называются "окислением" и "восстановлением"?...
-
Правила определения степени окисления элемента - Окислительно-восстановительные процессы
Степень окисления - это условный заряд, который приписывается атому При допущении, что все связи в веществе являются Ионными. Известно, что чисто ионной...
-
Реакция окисления углерода - Основы теории окислительной плавки
Основная составляющая шихты при выплавке стали - чугун - содержит в среднем 4%. В готовой стали содержание углерода в большинстве случаев исчисляется...
-
Окислители и восстановители Все химические реакции можно разделить на два типа: - Реакции, идущие без изменения степени окисления атомов, входящих в...
-
Н 2О = О 2- + 2Н+. В Щелочной среде атомы кислорода можно взять из гидроксид-ионов, при этом образуются молекулы воды: 2ОНЇ = О 2- + Н 2О. Пример 1....
-
Процессы окисления и восстановления - Окислительно-восстановительные процессы
Реакции, которые сопровождаются изменением степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называются...
-
Оп.8. Поместить в пробирку немного медных стружек и добавить 1-2 мл конц. раствора азотной кислоты. Опыт проводить под тягой! Наблюдать изменение окраски...
-
Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа : При повышении температуры на каждые 10о скорость большинства реакций...
-
Чтобы осуществлялось химическое взаимодействие веществ А и В, их молекулы (частицы) должны столкнуться. Чем больше столкновений, тем быстрее протекает...
-
Система усовершенствованных моделей позволяет удовлетворительно воспроизводить кинетику СО-токсичности ДВС при изменении нагрузки, цикловой подачи...
-
Реакция окисления марганца - Основы теории окислительной плавки
Марганец в сталях присутствует как раскислитель и легирующий компонент. Раскислительная способность его мала и в этом качестве он используется при...
-
Восстановители - Окислительно-восстановительные процессы
1) Простые вещества. Восстановительные свойства могут проявлять все металлы, но к типичным восстановителям относятся Активные металлы ( Щелочные и...
-
Окислители - Окислительно-восстановительные процессы
1) Окислители - простые вещества. Окислительные свойства характерны для простых веществ, нейтральные атомы которых способны путем присоединения...
-
Оп.3. В пробирку налить 2 мл раствора серной кислоты (среда) и добавить 1-2 мл раствора перманганата калия. Затем прилить раствор сульфита натрия (вместо...
-
Реакция окисления кремния - Основы теории окислительной плавки
Кремний сплавляется с железом в любых соотношениях, образуя соединения FeSi. Вследствие высокой активности по отношению к кислороду используется как...
-
Скорость реакции определяется изменением молярной концентрации одного из реагирующих веществ: V=dC/dtV. Факторы, влияющие на скорость химических...
-
Скорость химических процессов - Основы химии
Для полного описания химической реакции необходимо знать не только принципиальную возможность ее осуществления (решается термодинамически), но и...
-
Так, широко известный пестицид - ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) используется как мощный инсектицид. В природе ДДТ очень стабилен и поэтому накапливается...
-
Внутренняя энергия термодинамическая функцция состояния системы, ее энергия, определяемая внутренним состоянием. Внутренняя энергия складывается в...
-
Прототипом разработанной автором системы моделей служит "точечная" модель [1], представляющая собой пространственно осредненный вариант уравнений горения...
-
Сушки (температура материала 100...200 °C - здесь происходит частичное испарение воды); подогрева (200...650 °C - выгорают органические примеси и...
-
Керамика -- изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой...
-
Окисление фосфора - Основы теории окислительной плавки
Как уже отмечалось, фосфор вредная примесь. Наличие его в стали понижает ее пластические свойства, свариваемость, повышает анизотропию механических...
-
Стехиометрия химических реакций - Химические процессы и реакторы
Для описания химических реакций, лежащих в основе промышленных химико-технологических процессов, используют основные законы химии - законы стехиометрии,...
-
Способы изменения скорости простых и сложных реакций - Химические процессы и реакторы
Как указывалось, скорость химической реакции зависит от большого числа различных факторов. Из кинетических уравнений следует, прежде всего, что скорость...
-
Скорость гомогенных химических реакций - Химические процессы и реакторы
Скорость химической реакции W RJ принято выражать количеством (моль) N J одного из реагентов или продуктов, прореагировавшим (или образовавшимся) в...
-
Равновесие химических реакций - Химические процессы и реакторы
Под воздействием подвода или отвода энергии в форме теплоты или работы происходит изменение состояния термодинамической системы (значений...
-
Реакции электрофильного замещения атомов водорода в ряду бензола - Типы связей в органической химии
1. Реакция галогенирования . Реакция галогенирования бензольного кольца осуществляется в присутствии катализаторов (чаще всего галогенидов железа или...
-
В современной химии известно большое число различных химических реакций. Многие из них осуществляются в промышленных химических реакторах и,...
-
Термодинамический метод рассмотрения химических процессов Термодинамический подход заключается в рассмотрении начального и конечного состояний...
-
Теоретические основы процесса Реакторы смешения - это емкостные аппараты с мешалкой или циркуляционным насосом. Человечество давно пользуется...
-
Превращение нейтральных атомов в положительно заряженные ионы определяется значением Энергии ионизации внешних валентных электронов. Чем меньше энергия...
-
А) Углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), свинец (РЬ) - элементы 4 группы главной подгруппы ПСЭ. На внешнем электронном слое атомы этих...
-
Общие понятия и определения. Термодинамический и кинетический критерий реакционной способности химической системы. Скорость химической реакции. Факторы,...
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, Окислительно-восстановительные реакции - Основы химии