БИЛИМ БУЛАГЫ

Химия: Окислительно-восстановительные реакции — различия между версиями

(→‎Художественная литература)
 
(не показано 59 промежуточных версий этого же участника)
Строка 1: Строка 1:
 
{{Якорь|Начало}}
 
{{Якорь|Начало}}
 
<div class="row chem-bg"> <div class="maintext large-8 medium-7 columns"> <!-- Page Content -->  
 
<div class="row chem-bg"> <div class="maintext large-8 medium-7 columns"> <!-- Page Content -->  
−
<div class="cutok">[[#Признаки химических реакций|Признаки химических реакций]] [[#Условия, необходимые для начала химической реакции|Условия, необходимые для начала химической реакции]] [[#Классификация химических реакций|Классификация химических реакций]]</div>
 
−
Окислительно-восстановительными  реакциями  являются  такие  реакции,  в  которых  у  атомов,  входящих  в  состав  молекул изменяются  степени  окисления  по  окончании реакции.  Отдельно  не  существует  процесса окисления  или процесса  восстановления.  Есть  процесс  передачи  электронов  от    атомов одного  элемента  к  атомам  другого  элемента. В  реакциях  самоокисления – самовосстановления  участвуют  атомы  одного  элемента,  только  часть  из  них  отдает  электроны,  а  другая  часть  их  принимает.  Атом,  который  отдает  электроны,  является  восстановителем,  он приобретает  положительный  заряд.  А  атом,  который  принимает  электроны, получает  отрицательный  заряд  и  является  окислителем.  Окислители  всегда  имеют  наибольшее  значение  электроотрицательности.  В  формулах сложных  веществ  всегда  есть как  окислители,  так  и восстановители.  Окислитель  в  формуле  вещества  всегда  один – это  атом  с  наибольшей электроотрицательностью,  он  заряжен отрицательно.  Восстановителей  в  формуле  сложного  вещества  может  быть 1, 2, 3,  они  все  имеют  положительный  заряд.  В  формуле вещества количество  отрицательных  зарядов  на  атомах  окислителя  равно  сумме  положительных  зарядов  на  атомах  всех  восстановителей.  В  целом  атом -  электронейтральная  частица.  На  этом  балансе электронов  основано  решение  окислительно-восстановительных  уравнений.
 
  
−
ОВР бывают
+
<span class = "firstcharacter">О</span>кислительно-восстановительными реакциями  являются  такие  реакции,  в  которых  у  атомов,  входящих  в  состав  молекул изменяются  степени  окисления  по  окончании реакции.
  
−
1. Межмолекулярные,  реакции,  которые идут с изменением степеней окисления атомов в  разных молекулах
+
Отдельно  не  существует  процесса окисления  или процесса  восстановления. Есть  процесс  передачи  электронов  от    атомов одного  элемента  к  атомам  другого  элемента. В  реакциях  самоокисления – самовосстановления  участвуют  атомы  одного  элемента,  только  часть  из  них  отдает  электроны,  а другая часть их принимает.  
  
−
5PbO<sub>2</sub> + 2MnSO<sub>4</sub> + 6HNO<sub>3</sub>  2PbSO<sub>4</sub> + 2HMnO<sub>4</sub> + 3Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O 
+
<div class="textblock">{{center|Атом,  который  отдает  электроны,  является  восстановителем,  он приобретает  положительный  заряд. А  атом,  который  принимает  электроны, получает  отрицательный  заряд  и  является окислителем.}}</div>
  
−
2. Внутримолекулярные  реакции,  в  которых  атомы,  изменяющие свои  степени  окисления,  находятся  в  одной  молекуле.
 
  
−
2Cu(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>{{arrowT}} 2CuO + 4NO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>                         
+
{{center-p|[[file:OVR.png|600px|Окислительно-восстановительный процесс]]}}
  
−
3. Реакции диспропорционирования  (самоокисления – самовосстановления) — реакции которые идут с изменением степеней окисления атомов одного и  того же элемента.   
+
Окислители  всегда  имеют  наибольшее  значение  электроотрицательности.  В  формулах сложных веществ всегда есть как окислители, так и восстановители.  Окислитель  в  формуле  вещества  всегда  один – это  атом  с  наибольшей электроотрицательностью, он заряжен отрицательно.   
  
−
S +2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}3SO<sub>2</sub> +2H<sub>2</sub>O
+
Восстановителей  в  формуле  сложного  вещества  может  быть 1, 2, 3,  они  все  имеют  положительный  заряд.  В  формуле вещества количество  отрицательных  зарядов  на  атомах  окислителя  равно  сумме  положительных  зарядов  на  атомах  всех  восстановителей.  В  целом  атом -  электронейтральная  частица.  На  этом  балансе электронов  основано  решение  окислительно-восстановительных  уравнений.
  
−
Решение  межмолекулярных  ОВР:    в  классических  вариантах  всегда  есть  три  действующих  компонента:
+
== Классификация ОВР ==
  
−
а). вещество,  на  которое  направлен  процесс,
+
{{center|[[file:KlassifikaciaOVR.png|Классификация окислительно-восстановительных реакций]]}}
  
−
б).  вещество окислитель
 
  
−
в). вещество - подкислитель ( чаще всего эти реакции идут   в кислой среде) — обычно оно богато главным и самым распространенным окислителем – кислородом.
+
== Решение межмолекулярных ОВР ==
 +
В классических вариантах окислительно-восстановительных реакций всегда есть три действующих компонента:
 +
 
 +
'''вещество,  на  которое  направлен процесс,'''
 +
 
 +
'''вещество окислитель'''
 +
 
 +
'''вещество - подкислитель''' (чаще всего эти реакции идут в кислой среде) – обычно оно богато главным и самым распространенным окислителем – кислородом.
  
 
5H<sub>2</sub>S + 2KMnO<sub>4</sub> + 3H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2MnSO<sub>4</sub> + 5S{{arrowdown}} + 8H<sub>2</sub>O
 
5H<sub>2</sub>S + 2KMnO<sub>4</sub> + 3H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2MnSO<sub>4</sub> + 5S{{arrowdown}} + 8H<sub>2</sub>O
  
−
H<sub>2</sub>S — вещество,  на  которое  направлен  процесс,
+
В данном уравнении:
 +
 
 +
'''H<sub>2</sub>S''' – вещество,  на  которое  направлен  процесс,
  
−
KMnO<sub>4</sub> – вещество окислитель
+
'''KMnO<sub>4</sub>''' – вещество окислитель
  
−
H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>– вещество - подкислитель
+
'''H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>''' – вещество – подкислитель.
  
−
В  результате  реакции 5  молей  сероводорода  окисляется  до  5  молей  серы,  при  этом    молекула  окислителя разрушается и  металлы  калий  и  марганец  получают  кислотные  остатки  от  молекулы  подкислителя -  серной  кислоты. Все   остатки атомов кислорода и водорода превращаются в воду. Решение  этого  уравнения  производится  по  алгоритму:
+
<div class="textblock">В  результате  реакции 5  молей  сероводорода  окисляется  до  5  молей  серы,  при  этом    молекула  окислителя разрушается и  металлы  калий  и  марганец  получают  кислотные  остатки  от  молекулы  подкислителя – серной  кислоты. Все остатки атомов кислорода и водорода превращаются в воду.</div>
  
−
1. Определить  степени  окисления  атомов  в  формулах  всех  веществ,
+
<div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-ovr1">
 +
'''1. Определить  степени  окисления  атомов  в  формулах  всех  веществ:'''
  
−
+1-2                                     +1+7-2                           +1+6-2                                                               +1+6-2                             +2+6-2               0                     +1-2
+
<span class="el" data-title="+1">H</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="-2">S</span> + <span class="el" data-title="+1">K</span><span class="el" data-title="+7">Mn</span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub> + <span class="el" data-title="+1">H</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="+6">S</span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub>{{arrowleft}}<span class="el" data-title="+1">K</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="+6">S</span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub> + <span class="el" data-title="+2">Mn</span><span class="el" data-title="+6">S</span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub> + <span class="el" data-title="0">S</span>{{arrowdown}} + <span class="el" data-title="+1">H</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="-2">O</span>
  
−
H<sub>2</sub>S + KMnO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + MnSO4 + S{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
+
'''2. Подчеркнуть  элементы,  изменившие  степени  окисления  до  реакции  и  после  реакции:'''
  
−
2. Подчеркнуть  элементы,  изменившие  степени  окисления  до  реакции  и  после  реакции:
+
<span class="el" data-title="+1">H</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="-2">S</span> + <span class="el" data-title="+1">K</span><span class="el" data-title="+7"><ins>Mn</ins></span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub> + <span class="el" data-title="+1">H</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="+6">S</span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub>{{arrowleft}}<span class="el" data-title="+1">K</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="+6">S</span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub> + <span class="el" data-title="+2"><ins>Mn</ins></span><span class="el" data-title="+6">S</span><span class="el" data-title="-2">O</span><sub>4</sub> + <span class="el" data-title="0">S</span>{{arrowdown}} + <span class="el" data-title="+1">H</span><sub>2</sub><span class="el" data-title="-2">O</span>
  
−
+1-2              +1+7-2                +1+6-2                        +1+6-2                +2+6-2              0                  +1-2
+
'''3. В  уравнение  электронного  баланса  выписать данные с  указанием степеней  окисления до  и  после  реакции:'''
  
−
H<sub>2</sub>S + K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + <ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + S{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
+
Mn <sup>+7  -5e</sup> {{arrowleft}} Mn <sup>2+</sup> |  5  |  2
  
−
3. В  уравнение  электронного  баланса  выписать данные с  указанием степеней  окисления до  и  после  реакции
+
S <sup>+2   +2e</sup> {{arrowleft}} S <sup>0</sup>  |  2 |  5
−
Mn +7    -5e ®      Mn 2+              5    2
+
<p style="display:inline; padding:3px; background-color:yellow;">'''Уравнение  электронного  баланса'''</p>
−
S +2     +2e ®        S 0               2   5
 
−
                                                            Уравнение  электронного  баланса
 
  
−
4. В  уравнение  переносим  коэффициенты,  полученные  в  электронном  балансе,  2  к  Mn,  5  к S  в  правой  стороне  уравнения
+
'''4. В  уравнение  переносим  коэффициенты,  полученные  в  электронном  балансе,  2  к  Mn,  5  к S  в  правой  стороне  уравнения:'''
  
 
H<sub>2</sub>S  + K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
 
H<sub>2</sub>S  + K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
  
−
Проставим   эти же  коэффициенты в  левую  часть  уравнения
+
Проставим эти же  коэффициенты в  левую  часть  уравнения
  
 
5H<sub>2</sub><ins>S</ins> + 2K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
 
5H<sub>2</sub><ins>S</ins> + 2K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
  
−
Уравниваем  металлы.  Калия  по  два  атома слева  и  справа,  следовательно  у  формулы  K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> стоит  коэффициент 1.
+
'''5. Уравниваем  металлы.  Калия  по  два  атома слева  и  справа,  следовательно  у  формулы  K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> стоит  коэффициент 1.'''
  
 
5H<sub>2</sub><ins>S</ins> + 2K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}1K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
 
5H<sub>2</sub><ins>S</ins> + 2K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}1K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + H<sub>2</sub>O
  
−
5. Уравниваем  неметаллы.  В  правой  части  уравнения  у  всех веществ,  содержащих  серу, стоят  коэффициенты.  Сумма    атомов  серы равна 8.  В  левой  части  уравнения у  сероводорода коэффициент  равен 5,  следовательно,  надо  добавить  3  серы,  которая  есть  в  серной  кислоте.  Ставим  коэффициент  3  к  молекуле  серной  кислоты.  
+
'''6. Уравниваем  неметаллы.  В  правой  части  уравнения  у  всех веществ,  содержащих  серу, стоят  коэффициенты.  Сумма    атомов  серы равна 8.  В  левой  части  уравнения у  сероводорода коэффициент  равен 5,  следовательно,  надо  добавить  3  серы,  которая  есть  в  серной  кислоте.  Ставим  коэффициент  3  к  молекуле  серной  кислоты.'''
  
 
5H<sub>2</sub><ins>S</ins> + 2K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + 3H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}1K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + 8H<sub>2</sub>O
 
5H<sub>2</sub><ins>S</ins> + 2K<ins>Mn</ins>O<sub>4</sub> + 3H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>{{arrowleft}}1K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2<ins>Mn</ins>SO<sub>4</sub> + 5<ins>S</ins>{{arrowdown}} + 8H<sub>2</sub>O
  
−
6.Считаем  количество  атомов  водорода  в  левой части  уравнения.  У  сероводорода  10  атомов  и  в  серной  кислоте  6  атомов.  В  сумме 16  атомов  водорода.  В  правой  части  уравнения    водород  только  в  воде. В  составе  воды  два  водорода.  Чтобы  его  количество  соответствовало 16, делим на 2  и  ставим  к  воде коэффициент  равный 8..
+
'''7.Считаем  количество  атомов  водорода  в  левой части  уравнения.  У  сероводорода  10  атомов  и  в  серной  кислоте  6  атомов.  В  сумме 16  атомов  водорода.  В  правой  части  уравнения    водород  только  в  воде. В  составе  воды  два  водорода.  Чтобы  его  количество  соответствовало 16, делим на 2  и  ставим  к  воде коэффициент  равный 8..'''
 +
 
 +
'''8. Проверяем  количество  атомов  кислорода  в  левой  и  правой  частях  уравнения:'''
 +
 
 +
2 • 4 + 3 • 4 = 4 + 2 • 4 + 8  |  20 = 20
  
−
7. Проверяем  количество  атомов  кислорода  в  левой  и правой  частях уравнения:
+
'''9. Если количество  атомов  кислорода  в  левой  части  уравнения  равно  количеству  атомов  кислорода  в правой  части уравнения,  решение  правильное.'''
−
2 • 4 +3 • 4 = 4 +2•4 +8  20 = 20
+
</div>
 +
<div class="mw-customtoggle-ovr1 resettext" style="background-color:#bbcdff; padding:3px">'''Решение  этого  уравнения  производится  по  алгоритму:''' >></div> <br>
  
−
8. Если количество  атомов  кислорода  в  левой  части  уравнения  равно  количеству  атомов  кислорода  в  правой  части  уравнения,  решение  правильное.
+
В  межмолекулярных  уравнениях  бывает в  левой  части  уравнения  только  два  «действующих  лица»  и  тогда  происходит  «совмещение  функций».  В  этом  уравнении азотная  кислота и  окислитель  и  подкислитель.
−
В  межмолекулярных  уравнениях  бывает в  левой  части  уравнения  только  два  «действующих  лица»  и  тогда  происходит  «совмещение  функций».  В  этом  уравнении азотная  кислота и  окислитель  и  подкислитель.  
 
−
3Cu +  8HNO<sub>3</sub>(разб){{arrowleft}}3Cu(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2NO + 4H<sub>2</sub>O
 
  
−
В уравнении 2KMnO<sub>4</sub> +16HC{{arrowT}}5Cl<sub>2</sub>{{ArrowUp}} + 2MnCl<sub>2</sub> + 2KCl + 8H<sub>2</sub>O молекулы  хлороводородной  кислоты и  окисляются  до  хлора  в  количестве 10  и  являются  подкислителями – 6.
+
3Cu + 8HNO<sub>3</sub>(разб) {{arrowleft}} 3Cu(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2NO + 4H<sub>2</sub>O
  
−
Внутримолекулярные ОВР чаще всего бывают реакции разложения, идущие  при  нагревании.
+
В уравнении 2KMnO<sub>4</sub> +16HCl {{arrowT}} 5Cl<sub>2</sub>{{ArrowUp}} + 2MnCl<sub>2</sub> + 2KCl + 8H<sub>2</sub>O молекулы хлороводородной кислоты окисляются до хлора в количестве 10, а 6 молекул являются подкислителями.
  
 +
== Внутримолекулярные ОВР == 
 +
Чаще всего это реакции разложения, идущие при нагревании.
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-ovr2">
 
2KMnO<sub>4</sub> {{arrowT}} K<sub>2</sub>MnO<sub>4</sub> + MnO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>{{ArrowUp}}
 
2KMnO<sub>4</sub> {{arrowT}} K<sub>2</sub>MnO<sub>4</sub> + MnO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>{{ArrowUp}}
  
Строка 94: Строка 104:
 
2H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> <sup><ins>'''MnO<sub>2</sub>'''</ins></sup><span style="font-famili:georgia; font-size:1.5em;">→ </span> 2H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub>{{ArrowUp}}
 
2H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> <sup><ins>'''MnO<sub>2</sub>'''</ins></sup><span style="font-famili:georgia; font-size:1.5em;">→ </span> 2H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub>{{ArrowUp}}
  
−
Среди  реакций самоокисления – самовосстановления  много  интересных:  
+
'''Среди  реакций самоокисления – самовосстановления  много  интересных:'''
  
 
4KClO<sub>3</sub> {{arrowT}} 3KClO<sub>4</sub> + KCl
 
4KClO<sub>3</sub> {{arrowT}} 3KClO<sub>4</sub> + KCl
Строка 100: Строка 110:
 
3S<sup>o</sup> + 6NaOH {{arrowleft}} 2Na2S<sup>-2</sup> +Na<sub>2</sub>S<sup>+4</sup>O<sub>3</sub> + 3H<sub>2</sub>O
 
3S<sup>o</sup> + 6NaOH {{arrowleft}} 2Na2S<sup>-2</sup> +Na<sub>2</sub>S<sup>+4</sup>O<sub>3</sub> + 3H<sub>2</sub>O
  
−
Уравнение  электронного  баланса
+
<p style="display:inline; padding:3px; background-color:yellow;">'''Уравнение  электронного  баланса'''</p>
  
 
S<sup>о</sup>  <sup>+2e</sup> → S<sup>-2</sup>  | 2  | 1  | 2
 
S<sup>о</sup>  <sup>+2e</sup> → S<sup>-2</sup>  | 2  | 1  | 2
Строка 109: Строка 119:
  
 
SO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>S {{arrowleft}} 3S{{arrowdown}} + 2H<sub>2</sub>O
 
SO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>S {{arrowleft}} 3S{{arrowdown}} + 2H<sub>2</sub>O
 +
</div>
 +
<div class="mw-customtoggle-ovr2 resettext" style="background-color:#bbcdff; padding:3px">'''Показать примеры »'''</div> <br>
  
−
Опыты №№ 16,19,20,21,22,23,32,35,48, 50, 83,94 97
+
'''Особое  место  среди ОВР  занимает  реакция использования  черного  пороха, где  степени  окисления изменяют  сразу  три  элемента:'''
−
 
 
−
Особое  место  среди ОВР  занимает  реакция использования  черного  пороха, где  степени  окисления изменяют  сразу  три  элемента:
 
  
 
3C +  S + 2KNO<sub>3</sub> {{arrowleft}} K<sub>2</sub>S + 3CO<sub>2</sub>{{ArrowUp}} +  N<sub>2</sub>{{ArrowUp}}
 
3C +  S + 2KNO<sub>3</sub> {{arrowleft}} K<sub>2</sub>S + 3CO<sub>2</sub>{{ArrowUp}} +  N<sub>2</sub>{{ArrowUp}}
  
−
Уравнение  электронного  баланса
+
<p style="display:inline; padding:3px; background-color:yellow;">'''Уравнение  электронного  баланса'''</p><br clear=all>
  
−
S<sup>о</sup>  <sup>+2e</sup> → S<sup>-2</sup>         | +2    | 4    | 1
+
<div style="display:inline; margin-right:10px; float:left;">
−
 
+
С<sup>о</sup> <sup>-4e</sup> → С<sup>+4</sup>  
−
С<sup>о</sup> <sup>-4e</sup> → С<sup>+4</sup>         | -4    | 12  | 3
 
−
 
 
−
2N<sup>+5</sup>  <sup>-10e</sup> → N<sub>2</sub> <sup>0</sup>  | +10    | 4  | 1
 
−
 
 
−
В  этом  уравнении окислителей два – азот  и  сера,  поэтому их  электроны суммируются,  а далее,  сократившись,  цифра  ставятся  к  углероду. После  сокращения коэффициент  углерода 1 ставится  к  двум элементам - сере  и  азоту. Затем коэффициенты  переносятся  в  уравнение  реакции.
 
−
 
 
−
Окислителями могут  быть  вещества, в  составе  которых  элементы,  изменяющие  степени  окисления,    находятся  в  высшей  степени  окисления: (N +5) HNO<sub>3</sub>; (Mn +7) KMnO<sub>4</sub>, HMnO<sub>4</sub>; (Cr +6)  K<sub>2</sub>CrO<sub>7</sub>. CrO<sub>3</sub> ;  (Pb +4) PbO<sub>2</sub>; (F  0 ) F<sub>2</sub>; (S +6) H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.
 
−
 
 
−
Восстановителями могут  быть  вещества, в  составе  которых  элементы,  изменяющие  степени  окисления,    находятся  в  низшей  степени  окисления: (N -3)  NH<sub>3</sub>;  (S -2)H<sub>2</sub>S;  (F. Cl, Br. I  -1)  HF. HCl, HBr. HI ; (P -3) РH<sub>3</sub>; ) Р -1) гидриды  металлов; (все  металлы в  виде  простого  вещества)  Na, Al, Mg….
 
−
 
 
−
Окислителями и восстановителями могут  быть  вещества, в  составе  которых  элементы,  изменяющие  степени  окисления, находятся в промежуточной степени окисления (N =0 +3)  N<sub>2</sub>, HNO<sub>2</sub>; (S=0) S; (Fe +2) FeSO<sub>4</sub>, FeCl<sub>2</sub>.
 
  
 +
S<sup>о</sup>  <sup>+2e</sup> → S<sup>-2</sup>       
  
 +
2N<sup>+5</sup>  <sup>-10e</sup> → N<sub>2</sub> <sup>0</sup>
 +
</div>
 +
<div style="display:inline; position:relative;">
 +
| –4 &nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 4 &nbsp;&nbsp;| 12 | 3
  
 +
| +2 &nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 12 | 4 &nbsp;&nbsp;| 1
 +
<div style="position:absolute; bottom:-5px; left:19px;">12</div>
 +
| +10 |&nbsp;&nbsp;&nbsp; | 12 | 4 &nbsp;&nbsp;| 1
 +
</div>
 +
<br clear=all>
 +
'''В  этом  уравнении окислителей два''' – азот  и  сера,  поэтому их  электроны суммируются,  а далее,  сократившись,  цифра  ставятся  к  углероду. После  сокращения коэффициент  углерода 1 ставится  к  двум элементам - сере  и  азоту. Затем коэффициенты  переносятся  в  уравнение  реакции.
  
 +
{{center-p|[[file:OVR deistvie.png|600px|Окислительно-восстановительные свойства некоторых элементов]]}}
  
 +
'''Окислителями могут  быть  вещества, в  составе  которых  элементы,  изменяющие  степени  окисления,    находятся  в  высшей  степени  окисления:'''
  
 +
(N +5) HNO<sub>3</sub>; (Mn +7) KMnO<sub>4</sub>, HMnO<sub>4</sub>; (Cr +6)  K<sub>2</sub>CrO<sub>7</sub>. CrO<sub>3</sub> ;  (Pb +4) PbO<sub>2</sub>; (F<sup>0</sup> ) F<sub>2</sub>; (S +6) H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.
  
 +
'''Восстановителями могут  быть  вещества, в  составе  которых  элементы,  изменяющие  степени  окисления,    находятся  в  низшей  степени  окисления:'''
  
 +
(N -3)  NH<sub>3</sub>;  (S -2)H<sub>2</sub>S;  (F. Cl, Br. I  -1)  HF. HCl, HBr. HI ; (P -3) РH<sub>3</sub>; (H -1) гидриды  металлов; (все  металлы в  виде  простого  вещества)  Na, Al, Mg….
  
−
Это  интересно
+
'''Окислителями и восстановителями могут быть вещества, в составе которых элементы, изменяющие степени окисления, находятся в промежуточной степени окисления'''
−
1.   Скандий ведет себя как типичный легкий металл, проявляя степень окисления равную +3, и  при реакции с очень разбавленной азотной кислотой образует нитрат аммония
 
−
8Sc +30HNO3(очень разб)      8Sс(NO3)3  +3NH4NO3 +9H2O
 
−
Sc 0        –3e  ®      Sn +3              3    8
 
−
N +5      +8e  ®      N-3                  8    3
 
  
−
  2.  Очень  (1% и менее) разбавленные растворы HNO3 c  кальцием (Ca) и  магнием  (Mg)    могут вытеснять водород  (рассматривается как исключение).
+
(N = 0, +3): N<sub>2</sub>, HNO<sub>2</sub>; (S=0) S; (Fe +2): FeSO<sub>4</sub>, FeCl<sub>2</sub>.
−
1. 3.  Индикаторная бумага, смоченная крахмалом и иодидом калия,  в присутствии озона синеет.
 
−
        Опыт № 94
 
  
−
<br clear=all /><div class="light" style="float:right;>[[#Начало|В начало]]</div><br clear=all />
+
<div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-Resh">
−
 
+
----
−
== Глассарий ==
+
<big>'''Расставьте коэффициенты в окислительно–восстановительных реакциях методом электронного баланса.'''</big>
−
:{{bib|'''Восстановителями''' называют атомы,  молекулы или  ионы, которые  отдают  электроны  в  процессе  окисления.}}
 
−
:{{bib|'''Восстановление''' – процесс  присоединения  электронов.}}
 
−
:{{bib|'''Окисление''' -  процесс  отдачи  электронов}}
 
−
:{{bib|'''Окислителями'''  называются  атомы,  молекулы или  ионы,  которые  присоединяют  электроны  в  процессе  восстановления.}}
 
−
:{{bib| '''Окислительно-восстановительными  реакциями''' называются  химические  реакции,  которые  протекают с  изменением  степеней  окисления атомов  в  молекулах  реагирующих  веществ.}}
 
−
:{{bib|'''Подкислитель''' – это какая – либо  кислота.}}
 
−
:{{bib|'''Электронные  уравнения''' – уравнения,  которые  выражают  процессы  окисления и восстановления.}}
 
−
 
 
−
== Полезные ссылки ==
 
−
нету
 
−
 
 
−
<small>Видеоурок «Качественные реакции в химии». Сайт «Видеоуроки в интернет» (Электронный ресурс). [https://www.youtube.com/watch?v=pk7UXWVBC9U&amp;t=193s //URL:.https://www.youtube.com/watch?v=pk7UXWVBC9U&amp;t=193s] (дата обращения 07.03.18.)</small>
 
−
<br>
 
−
 
 
−
== Бибилиография ==
 
−
* {{bib|Д.Д.Дзудцова, Л.Б.Бестаева  «Окислительно – восстановительные  реакции». Дрофа. М. 2005 г.}}
 
−
* {{bib|Химия .Пособие – репетитор. Ростов  - на – Дону. 1997г.}}
 
−
=== Художественная  литература ===
 
−
* {{bib|Рафаэль Сабатини «Одиссея капитана Блада» Впервые  издана в 1922 году.}}
 
−
* {{bib|Шадерло де Лакло 2Опасные связи « Наука 1965 г.  «Литературные  памятники»}}
 
−
* {{bib|Фенимор Купер «Следопыт,  Зверобой,  Последний  из  могикан,  Пионеры,  Чингачгук» . Пенталогия Бинезун, 2014г.}}
 
−
* {{bib|Фенимор Купер, 31  книга. Медиакнига, 2014 г.}}
 
−
* {{bib|Анна  и  Серж Голон  «Анжелика  в  Новом  свете»,  «Дорога  надежды»,» Анжелика  и  ее  победа», «Анжелика  в  Квебеке», Ташкент, 1993 г.}}
 
−
<div class="light" style="float:right;>[[#Начало|В начало]]</div><br clear=all />
 
−
</div>
 
−
 
 
−
<!-- Sidebar -->
 
−
<div class="large-4 medium-5 columns">
 
−
<!-- Первый элемент сайдбара Это интересно или топ5/10/15 -->
 
−
<div class="sbstyle">
 
−
<div class="row">
 
−
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric">Химия в лицах</div>
 
−
</div>
 
−
 
 
−
</div>
 
−
 
 
−
<div class="sbstyle"  style="margin-top:20px;">
 
−
<div class="row">
 
−
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric">Почему Америка стала  англоязычной?</div>
 
−
</div>
 
−
Открыли Америку – ''(Новый свет)'' испанцы, обследовали испанцы и португальцы. Осваивали ее французы, которые отправляли туда всех своих заключенных. Французы строили форты, охотились, начали заниматься земледелием. А в Аглии правила Елизавета I, которая поощряла морской разбой, имея хороший флот. И не только поощряла пиратов, а даже давала им дворянские звания. За это они платили Англии дань из своих награбленных богатств. Война никогда не была объявлена, но велась на море и на суше в Северной Америке. Английские пиратские суда топили французские корабли, которые везли порох или компоненты пороха, особенно калийную селитру, из Франции. Достаточно было одного ядра из пушки пиратского корабля, чтобы судно с порохом взлетело от взрыва. Во французских фортах возник острый дефицит пороха. Форты были хорошо укреплены, были солдаты, было оружие. Не было возможности выстрелить. И форты выкидывали белый флаг на милость английской армии. Захват происходил практически бескровно. Так французы потерпели поражение, а территорию Северной Америки захватили англичане.
 
−
</div>
 
−
 
 
−
<div class="sbstyle"  style="margin-top:20px;">
 
−
<div class="row">
 
−
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric"></div>
 
−
</div>
 
−
 
 
−
</div>
 
−
 
 
−
<div class="sbstyle"  style="margin-top:20px;">
 
−
<div class="row">
 
−
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric">Задачи для самоконтроля</div>
 
−
</div>
 
−
Расставьте коэффициенты в окислительно–восстановительных реакциях методом электронного баланса.
 
  
 
<small>Zn + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub><small>(очень разбав)</small> {{arrowleft}} ZnSO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>S{{ArrowUp}}­ + H<sub>2</sub>O</small>
 
<small>Zn + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub><small>(очень разбав)</small> {{arrowleft}} ZnSO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>S{{ArrowUp}}­ + H<sub>2</sub>O</small>
Строка 270: Строка 224:
 
<small>5As<sub>2</sub>S<sub>3</sub> + 28KMnO<sub>4</sub> + 27H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> {{arrowleft}} 10H<sub>3</sub>AsO<sub>4</sub> + 14K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 28MnSO<sub>4</sub> + 12H<sub>2</sub>O</small></div>
 
<small>5As<sub>2</sub>S<sub>3</sub> + 28KMnO<sub>4</sub> + 27H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> {{arrowleft}} 10H<sub>3</sub>AsO<sub>4</sub> + 14K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 28MnSO<sub>4</sub> + 12H<sub>2</sub>O</small></div>
 
<div class="mw-customtoggle-Z15 resettext" style="background-color:#bbcdff; padding:3px">'''Показать решение »'''</div> <br>
 
<div class="mw-customtoggle-Z15 resettext" style="background-color:#bbcdff; padding:3px">'''Показать решение »'''</div> <br>
 +
</div>
 +
<div class="mw-customtoggle-Resh resettext" style="background-color:#26505c; padding:3px; color:white;">'''Проверьте себя'''</div> <br>
 +
<br clear=all /><div class="light" style="float:right;>[[#Начало|В начало]]</div><br clear=all />
 +
 +
== Глоссарий ==
 +
:{{bib|'''Восстановителями''' называют атомы,  молекулы или  ионы, которые  отдают  электроны  в  процессе  окисления.}}
 +
:{{bib|'''Восстановление''' – процесс  присоединения  электронов.}}
 +
:{{bib|'''Окисление''' -  процесс  отдачи  электронов}}
 +
:{{bib|'''Окислителями'''  называются  атомы,  молекулы или  ионы,  которые  присоединяют  электроны  в  процессе  восстановления.}}
 +
:{{bib| '''Окислительно-восстановительными  реакциями''' называются  химические  реакции,  которые  протекают с  изменением  степеней  окисления атомов  в  молекулах  реагирующих  веществ.}}
 +
:{{bib|'''Подкислитель''' – это какая – либо  кислота.}}
 +
:{{bib|'''Электронные  уравнения''' – уравнения,  которые  выражают  процессы  окисления и восстановления.}}
 +
 +
== Библиография ==
 +
* {{bib|Д.Д.Дзудцова, Л.Б.Бестаева  «Окислительно – восстановительные  реакции». Дрофа. М. 2005 г.}}
 +
* {{bib|Химия .Пособие – репетитор. Ростов  - на – Дону. 1997г.}}
 +
* {{bib|Хомченко Г. П., Севастьянова К. И., Окислительно-восстановительные реакции, 2 изд., М., 1980;}}
 +
* {{bib|Л.И. Асанова, Е.Н. Стрельникова «Окислительно–восстановительные реакции». Практикум по химии. Москва. «ВАКО». 2018 г.}}
 +
=== Художественная  литература ===
 +
* {{bib|Рафаэль Сабатини «Одиссея капитана Блада» Впервые  издана в 1922 году.}}
 +
* {{bib|Шадерло де Лакло «Опасные связи» Наука 1965 г.  «Литературные  памятники»}}
 +
* {{bib|Фенимор Купер «Следопыт,  Зверобой,  Последний  из  могикан,  Пионеры,  Чингачгук» . Пенталогия Бинезун, 2014г.}}
 +
* {{bib|Фенимор Купер, 31  книга. Медиакнига, 2014 г.}}
 +
* {{bib|Анна  и  Серж Голон  «Анжелика  в  Новом  свете»,  «Дорога  надежды», «Анжелика  и  ее  победа», «Анжелика  в  Квебеке», Ташкент, 1993 г.}}
 +
<div class="light" style="float:right;>[[#Начало|В начало]]</div><br clear=all />
 +
</div>
 +
 +
<!-- Sidebar -->
 +
<div class="large-4 medium-5 columns">
 +
<!-- Первый элемент сайдбара Это интересно или топ5/10/15 -->
 +
<div class="sbstyle">
 +
<div class="row">
 +
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric">Химия в лицах</div>
 +
</div>
 +
{{center-p|[[file:Lev Pisarzhevsky.JPG|400px|Лев Владимирович Писаржевский]]}}
 +
 +
Лев Владимирович Писаржевский (1874-1938) - выдающийся ученый в области физической химии, академик АН СССР, лауреат Премии им.Ленина.
 +
 +
Писаржевский создал основы электронной теории окислительно-восстановительных реакций, предложил теорию гальванического элемента, которая объяснила происхождение электродных потенциалов, создал электронную теорию катализа. В учебнике "Введение в химию" (1926 год) впервые весь материал был изложен с позиции электронной теории строения атомов и молекул.
 +
</div>
  
−
</div></div>
+
<div class="sbstyle"  style="margin-top:20px;">
 +
<div class="row">
 +
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric">Почему Америка стала  англоязычной?</div>
 +
</div>
 +
<span class="firstcharacter">О</span>ткрыли Америку – ''(Новый свет)'' испанцы, обследовали испанцы и португальцы. Осваивали ее французы, которые отправляли туда всех своих заключенных. Французы строили форты, охотились, начали заниматься земледелием. А в Англии правила Елизавета I, которая поощряла морской разбой, имея хороший флот. И не только поощряла пиратов, а даже давала им дворянские звания. За это они платили Англии дань из своих награбленных богатств.
 +
{{center-p|[[file:Lineynyy-korabl ch.jpg|400px|Линейный корабль британской империи]]}}
 +
Война никогда не была объявлена, но велась на море и на суше в Северной Америке. Английские пиратские суда топили французские корабли, которые везли порох или компоненты пороха, особенно калийную селитру, из Франции. Достаточно было одного ядра из пушки пиратского корабля, чтобы судно с порохом взлетело от взрыва. Во французских фортах возник острый дефицит пороха. Форты были хорошо укреплены, были солдаты, было оружие. Не было возможности выстрелить. И форты выкидывали белый флаг на милость английской армии. Захват происходил практически бескровно. Так французы потерпели поражение, а территорию Северной Америки захватили англичане.
 +
</div>
 +
 
 +
<div class="sbstyle"  style="margin-top:20px;">
 +
<div class="row">
 +
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric">Немного истории</div>
 +
</div>
 +
В давние времена, когда люди не знали химии, они не могли написать уравнение реакции растворения жемчужины в виноградном уксусе:
 +
 
 +
<small>CaCO<sub>3</sub> + 2CH<sub>3</sub>COOH {{Arrowleft}} Ca(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O + CO<sub>2</sub></small>
 +
 
 +
или даже более простой реакции сгорания алмаза на воздухе под действием солнечных лучей:
 +
 
 +
<small>C + O<sub>2</sub> {{Arrowleft}} CO<sub>2</sub></small>
 +
 
 +
И уж тем более никто не смог бы разъяснить, что вторая реакция намного сложнее первой: ведь при ней происходит перемещение электронов от одного атома к другому, а значит, она относится к окислительно–восстановительным реакциям. Ученые полагали, что окисление – это потеря флогистона (особого невидимого горючего вещества), а восстановление – его приобретение. Но после создания А. Лавуазье кислородной теории горения к началу XIX в. химики стали считать окислением взаимодействие веществ с кислородом, а восстановлением их превращения под действием водорода.
 +
 
 +
Но вот простейшая реакция железа с соляной кислотой:
 +
 
 +
<small>Fe + 2HCl {{Arrowleft}} FeCl<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>{{ArrowUp}}</small>
 +
 
 +
Здесь нет кислорода, и тем не менее железо окисляется. В этой реакции окислитель – ион водорода, а железо выступает в роли восстановителя.
 +
 
 +
Разобраться в этом удалось лишь с введением в химию электронных представлений. Теперь мы знаем, что '''окислитель – вещество, которое приобретает электроны''', а '''восстановитель – вещество, которое их отдает.'''
 +
</div>
 +
<div class="sbstyle">
 +
<div class="row">
 +
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric" style="margin-top:20px">Пройди тестирование</div>
 +
</div>
 +
 +
</div>
 +
 
 +
</div>
 +
{{lang|:KR:Химия: Окистенүү–калыбына келүү реакциялары}}
 
[[Category:Средняя школа]]
 
[[Category:Средняя школа]]
 
[[Category:Химия]]
 
[[Category:Химия]]

Текущая версия на 09:45, 22 октября 2018

Окислительно-восстановительными реакциями являются такие реакции, в которых у атомов, входящих в состав молекул изменяются степени окисления по окончании реакции.

Отдельно не существует процесса окисления или процесса восстановления. Есть процесс передачи электронов от атомов одного элемента к атомам другого элемента. В реакциях самоокисления – самовосстановления участвуют атомы одного элемента, только часть из них отдает электроны, а другая часть их принимает.

Атом, который отдает электроны, является восстановителем, он приобретает положительный заряд. А атом, который принимает электроны, получает отрицательный заряд и является окислителем.


Окислительно-восстановительный процесс


Окислители всегда имеют наибольшее значение электроотрицательности. В формулах сложных веществ всегда есть как окислители, так и восстановители. Окислитель в формуле вещества всегда один – это атом с наибольшей электроотрицательностью, он заряжен отрицательно.

Восстановителей в формуле сложного вещества может быть 1, 2, 3, они все имеют положительный заряд. В формуле вещества количество отрицательных зарядов на атомах окислителя равно сумме положительных зарядов на атомах всех восстановителей. В целом атом - электронейтральная частица. На этом балансе электронов основано решение окислительно-восстановительных уравнений.

Классификация ОВР

Классификация окислительно-восстановительных реакций


Решение межмолекулярных ОВР

В классических вариантах окислительно-восстановительных реакций всегда есть три действующих компонента:

вещество, на которое направлен процесс,

вещество окислитель

вещество - подкислитель (чаще всего эти реакции идут в кислой среде) – обычно оно богато главным и самым распространенным окислителем – кислородом.

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4ArrowLeft.pngK2SO4 + 2MnSO4 + 5S↓ + 8H2O

В данном уравнении:

H2S – вещество, на которое направлен процесс,

KMnO4 – вещество окислитель

H2SO4 – вещество – подкислитель.

В результате реакции 5 молей сероводорода окисляется до 5 молей серы, при этом молекула окислителя разрушается и металлы калий и марганец получают кислотные остатки от молекулы подкислителя – серной кислоты. Все остатки атомов кислорода и водорода превращаются в воду.

1. Определить степени окисления атомов в формулах всех веществ:

H2S + KMnO4 + H2SO4ArrowLeft.pngK2SO4 + MnSO4 + S↓ + H2O

2. Подчеркнуть элементы, изменившие степени окисления до реакции и после реакции:

H2S + KMnO4 + H2SO4ArrowLeft.pngK2SO4 + MnSO4 + S↓ + H2O

3. В уравнение электронного баланса выписать данные с указанием степеней окисления до и после реакции:

Mn +7 -5e ArrowLeft.png Mn 2+ | 5 | 2

S +2 +2e ArrowLeft.png S 0 | 2 | 5

Уравнение электронного баланса

4. В уравнение переносим коэффициенты, полученные в электронном балансе, 2 к Mn, 5 к S в правой стороне уравнения:

H2S + KMnO4 + H2SO4ArrowLeft.pngK2SO4 + 2MnSO4 + 5S↓ + H2O

Проставим эти же коэффициенты в левую часть уравнения

5H2S + 2KMnO4 + H2SO4ArrowLeft.pngK2SO4 + 2MnSO4 + 5S↓ + H2O

5. Уравниваем металлы. Калия по два атома слева и справа, следовательно у формулы K2SO4 стоит коэффициент 1.

5H2S + 2KMnO4 + H2SO4ArrowLeft.png1K2SO4 + 2MnSO4 + 5S↓ + H2O

6. Уравниваем неметаллы. В правой части уравнения у всех веществ, содержащих серу, стоят коэффициенты. Сумма атомов серы равна 8. В левой части уравнения у сероводорода коэффициент равен 5, следовательно, надо добавить 3 серы, которая есть в серной кислоте. Ставим коэффициент 3 к молекуле серной кислоты.

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4ArrowLeft.png1K2SO4 + 2MnSO4 + 5S↓ + 8H2O

7.Считаем количество атомов водорода в левой части уравнения. У сероводорода 10 атомов и в серной кислоте 6 атомов. В сумме 16 атомов водорода. В правой части уравнения водород только в воде. В составе воды два водорода. Чтобы его количество соответствовало 16, делим на 2 и ставим к воде коэффициент равный 8..

8. Проверяем количество атомов кислорода в левой и правой частях уравнения:

2 • 4 + 3 • 4 = 4 + 2 • 4 + 8 | 20 = 20

9. Если количество атомов кислорода в левой части уравнения равно количеству атомов кислорода в правой части уравнения, решение правильное.

Решение этого уравнения производится по алгоритму: >>

В межмолекулярных уравнениях бывает в левой части уравнения только два «действующих лица» и тогда происходит «совмещение функций». В этом уравнении азотная кислота и окислитель и подкислитель.

3Cu + 8HNO3(разб) ArrowLeft.png 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

В уравнении 2KMnO4 +16HCl ArrowleftT.png 5Cl2↑ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O молекулы хлороводородной кислоты окисляются до хлора в количестве 10, а 6 молекул являются подкислителями.

Внутримолекулярные ОВР

Чаще всего это реакции разложения, идущие при нагревании.

2KMnO4 ArrowleftT.png K2MnO4 + MnO2 + O2↑

4KMnO4 ArrowleftT.png 2K2O + 4MnO2 + 3O2↑ (При очень высокой температуре)

2KClO3 ArrowleftT.png 2KCl + 3O2↑

2NaNO3 ArrowleftT.png 2NaNO2 + O2↑

2HgO ArrowleftT.png 2Hg +O2↑

2H2O2 MnO2→ 2H2O + O2↑

Среди реакций самоокисления – самовосстановления много интересных:

4KClO3 ArrowleftT.png 3KClO4 + KCl

3So + 6NaOH ArrowLeft.png 2Na2S-2 +Na2S+4O3 + 3H2O

Уравнение электронного баланса

Sо +2e → S-2 | 2 | 1 | 2

Sо -4e → S+4 | 4 | 2 | 1

2Н2S + H2SO3 ArrowLeft.png 3S↓ + 3H2O

SO2 + 2H2S ArrowLeft.png 3S↓ + 2H2O

Показать примеры »

Особое место среди ОВР занимает реакция использования черного пороха, где степени окисления изменяют сразу три элемента:

3C + S + 2KNO3 ArrowLeft.png K2S + 3CO2↑ + N2↑

Уравнение электронного баланса


Со -4e → С+4

Sо +2e → S-2

2N+5 -10e → N2 0

| –4   |    | 4   | 12 | 3

| +2   |    | 12 | 4   | 1

12

| +10 |    | 12 | 4   | 1


В этом уравнении окислителей два – азот и сера, поэтому их электроны суммируются, а далее, сократившись, цифра ставятся к углероду. После сокращения коэффициент углерода 1 ставится к двум элементам - сере и азоту. Затем коэффициенты переносятся в уравнение реакции.

Окислительно-восстановительные свойства некоторых элементов


Окислителями могут быть вещества, в составе которых элементы, изменяющие степени окисления, находятся в высшей степени окисления:

(N +5) HNO3; (Mn +7) KMnO4, HMnO4; (Cr +6) K2CrO7. CrO3 ; (Pb +4) PbO2; (F0 ) F2; (S +6) H2SO4.

Восстановителями могут быть вещества, в составе которых элементы, изменяющие степени окисления, находятся в низшей степени окисления:

(N -3) NH3; (S -2)H2S; (F. Cl, Br. I -1) HF. HCl, HBr. HI ; (P -3) РH3; (H -1) гидриды металлов; (все металлы в виде простого вещества) Na, Al, Mg….

Окислителями и восстановителями могут быть вещества, в составе которых элементы, изменяющие степени окисления, находятся в промежуточной степени окисления

(N = 0, +3): N2, HNO2; (S=0) S; (Fe +2): FeSO4, FeCl2.

Расставьте коэффициенты в окислительно–восстановительных реакциях методом электронного баланса.

Zn + H2SO4(очень разбав) ArrowLeft.png ZnSO4 + H2S↑­ + H2O

4Zn + 5H2SO4(очень разбав) ArrowLeft.png 4ZnSO4 + H2S↑­ + 4H2O

Показать решение »

Cu + HNO3(разбав) ArrowLeft.png Cu(NO3)2 + NO↑­ + H2O

3Cu + 8HNO3(разбав) ArrowLeft.png 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Показать решение »

KI + MnO2 + H2SO4 ArrowleftT.png K2SO4 + MnI2 + I2 + H2O

4KI + MnO2 + 2H2SO4 ArrowleftT.png 2K2SO4 + MnI2 + I2 + 2H2O

Показать решение »

HCl + MnO2 ArrowleftT.png Cl2↑ + MnCl2 + H2O

4HCl + MnO2 ArrowleftT.png Cl2↑­ + MnCl2 + 2H2O

Показать решение »

S + HNO3(конц) ArrowLeft.png H2SO4 + NO2 + H2O

S + 6HNO3(конц) ArrowLeft.png H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

Показать решение »

Усложненные

FeCl2 + KMnO4 + HCl ArrowLeft.png FeCl3 + MnCl2 + KCl + H2O

5FeCl2 + KMnO4 + 8HCl ArrowLeft.png 5FeCl3 + MnCl2 + KCl + 4H2O

Показать решение »

FeS2 + O2 ArrowLeft.png SO2­↑­ + Fe2O3

4FeS2 + 11O2 ArrowLeft.png 8SO2↑­­ + 2Fe2O3

Показать решение »

Cu2O + H2SO4 ArrowLeft.png CuSO4 + Cu + H2O + O2­­↑

3Cu2O + H2SO4 ArrowLeft.png CuSO4 + 5Cu + H2O + O2­↑­

Показать решение »

PbO2 + MnSO4 + HNO3 ArrowLeft.png PbSO4 + HMnO4 +Pb(NO3)2 + H2O

5PbO2 + 2MnSO4 + 6HNO3 ArrowLeft.png 2PbSO4 + 2HMnO4 +3 Pb(NO3)2 + 2H2O

Показать решение »

As2S3 + KMnO4 + H2SO4 ArrowLeft.png H3AsO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2O

5As2S3 + 28KMnO4 + 27H2SO4 ArrowLeft.png 10H3AsO4 + 14K2SO4 + 28MnSO4 + 12H2O
Показать решение »

Проверьте себя


В начало

Глоссарий

Восстановителями называют атомы, молекулы или ионы, которые отдают электроны в процессе окисления.
Восстановление – процесс присоединения электронов.
Окисление - процесс отдачи электронов
Окислителями называются атомы, молекулы или ионы, которые присоединяют электроны в процессе восстановления.
Окислительно-восстановительными реакциями называются химические реакции, которые протекают с изменением степеней окисления атомов в молекулах реагирующих веществ.
Подкислитель – это какая – либо кислота.
Электронные уравнения – уравнения, которые выражают процессы окисления и восстановления.

Библиография

  • Д.Д.Дзудцова, Л.Б.Бестаева «Окислительно – восстановительные реакции». Дрофа. М. 2005 г.
  • Химия .Пособие – репетитор. Ростов - на – Дону. 1997г.
  • Хомченко Г. П., Севастьянова К. И., Окислительно-восстановительные реакции, 2 изд., М., 1980;
  • Л.И. Асанова, Е.Н. Стрельникова «Окислительно–восстановительные реакции». Практикум по химии. Москва. «ВАКО». 2018 г.

Художественная литература

  • Рафаэль Сабатини «Одиссея капитана Блада» Впервые издана в 1922 году.
  • Шадерло де Лакло «Опасные связи» Наука 1965 г. «Литературные памятники»
  • Фенимор Купер «Следопыт, Зверобой, Последний из могикан, Пионеры, Чингачгук» . Пенталогия Бинезун, 2014г.
  • Фенимор Купер, 31 книга. Медиакнига, 2014 г.
  • Анна и Серж Голон «Анжелика в Новом свете», «Дорога надежды», «Анжелика и ее победа», «Анжелика в Квебеке», Ташкент, 1993 г.
В начало

Химия в лицах
Лев Владимирович Писаржевский


Лев Владимирович Писаржевский (1874-1938) - выдающийся ученый в области физической химии, академик АН СССР, лауреат Премии им.Ленина.

Писаржевский создал основы электронной теории окислительно-восстановительных реакций, предложил теорию гальванического элемента, которая объяснила происхождение электродных потенциалов, создал электронную теорию катализа. В учебнике "Введение в химию" (1926 год) впервые весь материал был изложен с позиции электронной теории строения атомов и молекул.

Почему Америка стала англоязычной?

Открыли Америку – (Новый свет) испанцы, обследовали испанцы и португальцы. Осваивали ее французы, которые отправляли туда всех своих заключенных. Французы строили форты, охотились, начали заниматься земледелием. А в Англии правила Елизавета I, которая поощряла морской разбой, имея хороший флот. И не только поощряла пиратов, а даже давала им дворянские звания. За это они платили Англии дань из своих награбленных богатств.

Линейный корабль британской империи

Война никогда не была объявлена, но велась на море и на суше в Северной Америке. Английские пиратские суда топили французские корабли, которые везли порох или компоненты пороха, особенно калийную селитру, из Франции. Достаточно было одного ядра из пушки пиратского корабля, чтобы судно с порохом взлетело от взрыва. Во французских фортах возник острый дефицит пороха. Форты были хорошо укреплены, были солдаты, было оружие. Не было возможности выстрелить. И форты выкидывали белый флаг на милость английской армии. Захват происходил практически бескровно. Так французы потерпели поражение, а территорию Северной Америки захватили англичане.

Немного истории

В давние времена, когда люди не знали химии, они не могли написать уравнение реакции растворения жемчужины в виноградном уксусе:

CaCO3 + 2CH3COOH ArrowLeft.png Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2

или даже более простой реакции сгорания алмаза на воздухе под действием солнечных лучей:

C + O2 ArrowLeft.png CO2

И уж тем более никто не смог бы разъяснить, что вторая реакция намного сложнее первой: ведь при ней происходит перемещение электронов от одного атома к другому, а значит, она относится к окислительно–восстановительным реакциям. Ученые полагали, что окисление – это потеря флогистона (особого невидимого горючего вещества), а восстановление – его приобретение. Но после создания А. Лавуазье кислородной теории горения к началу XIX в. химики стали считать окислением взаимодействие веществ с кислородом, а восстановлением их превращения под действием водорода.

Но вот простейшая реакция железа с соляной кислотой:

Fe + 2HCl ArrowLeft.png FeCl2 + H2↑

Здесь нет кислорода, и тем не менее железо окисляется. В этой реакции окислитель – ион водорода, а железо выступает в роли восстановителя.

Разобраться в этом удалось лишь с введением в химию электронных представлений. Теперь мы знаем, что окислитель – вещество, которое приобретает электроны, а восстановитель – вещество, которое их отдает.

Пройди тестирование
Пройди тестирование
Источник — «https://bb.edu.gov.kg/index.php?title=Химия:_Окислительно-восстановительные_реакции&oldid=27499»