Главная Случайная страница



Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Теоретические основы. Реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, называются окислительно-восстанови-тельными





Реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, называются окислительно-восстанови-тельными. Окисление - это процесс отдачи электронов, сопровождающийся повышением степени окисления элемента. Восстановление - это процесс присое­динения электронов, сопровождающийся понижением степени окис­ления элемента. Вещество, в состав которого входит окисляющийся элемент, называется восстановителем, а вещество, содержащее вос­станавливающийся элемент, - окислителем («восстановитель окисля­ется, окислитель восстанавливается»).

Степенью окисления называется условный заряд атома в соеди­нении, рассчитанный из предположения, что все связи в нём ион­ного типа. При расчёте степеней окисления нужно учитывать сле­дующее.

1. В простых веществах степени окисления элементов всегда равны нулю: Feo, P4o, Heo, O2o, N2o, H2o, Co .

2. Водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисле­ния +1: H+1Cl, H+12O, NaOH+1, а в соединениях с металлами - -1: NaH-1, Ca H-12.

3. Кислород в соединениях характеризуется степенью окисле­ния -2: FeO-2, P2O-25, H2SO-24, Ca(NO-23)2. Исключение состав­ляют пероксиды (H+12О-12, Ва+2О-12) и фторид кислорода (О+2F-12).

4. Элементы главных подгрупп I, II и III групп периодической системы имеют постоянные степени окисления, равные номеру группы: Na+1Cl, Mg+2O, Al+32(SO4)3.

5. Сумма положительных и отрицательных «зарядов» на всех атомах в молекуле равна нулю.

Для элементов с непостоянной степенью окисления её значение можно подсчитать по формуле соединения. Определим в качестве примера степень окисления серы в H2S, SO2, SO3, H2SO3, H2SO4. Обозначим её через c. Зная, что степень окисления водорода равна +1, а кислорода -2, получим:

H2S c(S) + 2(+1) = 0, откуда c(S) = -2

SO2 c(S) + 2(-2) = 0, откуда c(S) = +4

SO3 c(S) + 3(-2) = 0, откуда c(S) = +6

H2SO3 c(S) + 2(+1) + 3(-2) = 0, откуда c(S) = +4

H2SO4 c(S) + 2(+1) + 4(-2) = 0, откуда c(S) = +6

Окислительно-восстановительные свойства веществ зависят от ве­личин степеней окисления входящих в него атомов. Атом в высшей степени окисления может только отдавать электроны, то есть может быть только окислителем (S+6 + 2 ¾® S+4). Атом в низшей сте­пени окисления может только отдавать электроны, то есть может быть только восстановителем (S-2 - 2 ¾® So). Если степень окисления атома промежуточная, он может как отдавать, так и принимать электроны, проявляя окислительно-восстановительную двойственность. Например, в реакции SO2 + O2 ¾® SO3 оксид серы (IV) за счёт атома S(+4) проявляет свойства восстано­вителя, подвергаясь окислению:



S+4 - 2 ¾® S+6.

А в реакции SO2 + Н2S ¾® So + Н2О оксид серы (IV) проявляет свойства окислителя, подвергаясь восстановлению: S+4 + 4 ¾® So.

Кислород проявляет положительную степень окисления только в соединении со фтором, поэтому нулевая сте-

пень окисления для ки­слорода практически является максимальной. Следовательно, свобод­ный кислород может быть только окислителем и подвергаться вос­становлению: Oo2 + 4 ¾® 2О-2.

Коэффициенты в уравнении окислительно-восстанови-тельной ре­акции можно расставить с помощью метода электронного баланса. Метод основан на том, что общее число электронов, отдаваемых восстановителями и принимаемых окислителями в одной и той же реакции должно быть одинаковым. При этом рекомендуется при­держиваться следующих правил.

1. Для данной схемы реакции определить окислитель и восстано­витель, подсчитав степени окисления элементов до и после реакции. Например, в реакции, протекающей по схеме

KMn+7O4 + Na2S+4O4 + H2SO4 ¾®

¾® Mn+2SO4 + Na2S+6O4 + K2SO4 + H2O

изменяют степень окисления только марганец и сера.

2. Составить электронные уравнения процессов окисления и вос­становления:

Mn+7 + 5 ¾® Mn+2 окислитель (восстановление) (1)

S+4 - 2 ¾® S+6 восстановитель (окисление) (2)

3. Найти наименьшее общее кратное (НОК) для числа принятых (уравнение 1) и отданных (уравнение 2) электронов и с его помо­щью расставить множители для обоих уравнений: НОК для 5 и 2 равно 10, множитель для уравнения (1) - 10 : 5 = 2, множи­тель для уравнения (2) - 10 : 2 = 5.

Mn+7 + 5 ¾® Mn+2 2

S+4 - 2 ¾® S+6 5

2 Mn+7 + 5 S+4 ¾® 2 Mn+2 + 5 S+6

Такая процедура получила название «составление электронного ба­ланса».

4. Найденные коэффициенты подставить в уравнение реакции:

2KMnO4 + 5Na2SO3 + H2SO4 ® 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + H2O

5. Подобрать остальные коэффициенты в следующем порядке:

- перед соединениями, содержащими атомы металлов (в данном примере 1 перед K2SO4);

- перед формулой вещества, создающего среду в растворе (в на­шем случае перед формулой H2SO4 необходим коэффициент 3, так как на связывание ионов Mn+2 и К+ идёт три моля кислоты);

- перед формулой воды - по числу атомов водорода (3).

6. Проверить правильность расстановки коэффициентов, подсчи­тав суммарное число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. Нередко ограничиваются подсчётом числа атомов кислорода в исходных веществах и продуктах реакции. Окончательный вид уравнения:



2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 ═ 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

Окислительно-восстановительные реакции подразделяются из три типа:

1. Межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции. В таких реакциях обмен электронами происходит между различ­ными молекулами разных веществ. К этому типу относятся выше приведённая реакция, а также следующий пример: +2

 
 


Cu+2SO4 + Zn0 ═ Zn+2SO4 + Cu0

-2

 

2. Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции. В таких реакциях окислитель и восстановитель входят в состав од­ного вещества. Например:

+6

2KCl+5O-23 ═ 2KCl-1 + 3O02

-2

 
 


3. Реакции диспропорционирования (реакции самоокисления-само­восстановления) . В таких реакциях молекулы одного и того же ве­щества взаимодействуют друг с другом как окислитель и восстано­витель. Диспропорционированию подвергаются подвергаются веще­ства, содержащие атомы в промежуточной степени окисления, на­пример: +2

 
 


3K2Mn+6O4 + 2H2O ═ 2KMn+7O4 + Mn+4O2 + 4KOH

-1

 
 









Date: 2015-05-04; view: 357; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2021 year. (0.012 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию