TS (πολύτιμες οδηγίες). Εργασίες για την ενότητα αντιδράσεις οξειδοαναγωγής Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής 9 χημεία

Αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής (ORR)- αντιδράσεις που συνοδεύονται από προσθήκη ή απώλεια ηλεκτρονίων ή ανακατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων στα άτομα (αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης).

Στάδια OVR

Οξείδωση- δωρεά ηλεκτρονίων από άτομα, μόρια ή ιόντα. Ως αποτέλεσμα, η κατάσταση οξείδωσης αυξάνεται. Οι αναγωγικοί παράγοντες δίνουν ηλεκτρόνια.

Ανάκτηση- προσθήκη ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, η κατάσταση οξείδωσης μειώνεται. Οι οξειδωτικοί παράγοντες δέχονται ηλεκτρόνια.

OVR- μια συζευγμένη διαδικασία: εάν υπάρχει αναγωγή, τότε υπάρχει οξείδωση.

Κανόνες OVR

Ισοδύναμη ανταλλαγή ηλεκτρονίων και ατομική ισορροπία.

Όξινο περιβάλλον

Σε ένα όξινο περιβάλλον, τα απελευθερωμένα ιόντα οξειδίων συνδέονται με πρωτόνια για να σχηματίσουν μόρια νερού. τα ιόντα οξειδίων που λείπουν τροφοδοτούνται από μόρια νερού και στη συνέχεια απελευθερώνονται πρωτόνια από αυτά.

Όπου δεν υπάρχουν αρκετά άτομα οξυγόνου, γράφουμε τόσα μόρια νερού όσα δεν υπάρχουν αρκετά ιόντα οξειδίου.

Το θείο στο θειώδες κάλιο έχει κατάσταση οξείδωσης +4, το μαγγάνιο στο υπερμαγγανικό κάλιο έχει μια κατάσταση οξείδωσης +7, το θειικό οξύ είναι το μέσο αντίδρασης.
Το μαγγάνιο στην υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας, επομένως, το θειώδες κάλιο είναι ένας αναγωγικός παράγοντας.

Σημείωση: Το +4 είναι μια ενδιάμεση κατάσταση οξείδωσης για το θείο, επομένως μπορεί να λειτουργήσει και ως αναγωγικός και ως οξειδωτικός παράγοντας. Με ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες (υπερμαγγανικό, διχρωμικό), το θειώδες είναι ένας αναγωγικός παράγοντας (οξειδωμένο σε θειικό), με ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες (αλογονίδια, χαλκογονίδια), το θειώδες είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας (ανάγεται σε θείο ή θειούχο).

Το θείο μεταβαίνει από την κατάσταση οξείδωσης +4 σε +6 - το θειώδες οξειδώνεται σε θειικό. Το μαγγάνιο μεταβαίνει από την κατάσταση οξείδωσης +7 σε +2 (όξινο περιβάλλον) - το υπερμαγγανικό ιόν ανάγεται σε Mn 2+.

2. Συνθέστε ημιαντιδράσεις.Εξισορρόπηση μαγγανίου: 4 ιόντα οξειδίων απελευθερώνονται από το υπερμαγγανικό, τα οποία συνδέονται με ιόντα υδρογόνου (όξινο μέσο) στα μόρια του νερού. Έτσι, 4 ιόντα οξειδίου συνδέονται με 8 πρωτόνια σε 4 μόρια νερού.

Με άλλα λόγια, λείπουν 4 οξυγόνο στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης, οπότε γράφουμε 4 μόρια νερού και 8 πρωτόνια στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης.

Επτά μείον δύο είναι συν πέντε ηλεκτρόνια. Μπορείτε να εξισώσετε με συνολικό φορτίο: στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης υπάρχουν οκτώ πρωτόνια μείον ένα υπερμαγγανικό = 7+, στη δεξιά πλευρά υπάρχει μαγγάνιο με φορτίο 2+, το νερό είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Επτά μείον δύο είναι συν πέντε ηλεκτρόνια. Όλα εξισώνονται.

Εξίσωση του θείου: το ιόν οξειδίου που λείπει στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης παρέχεται από ένα μόριο νερού, το οποίο στη συνέχεια απελευθερώνει δύο πρωτόνια στη δεξιά πλευρά.
Στα αριστερά η φόρτιση είναι 2-, στα δεξιά είναι 0 (-2+2). Μείον δύο ηλεκτρόνια.

Πολλαπλασιάστε την άνω μισή αντίδραση με 2, την κάτω μισή αντίδραση με 5.

Μειώνουμε τα πρωτόνια και το νερό.

Τα θειικά ιόντα συνδέονται με ιόντα καλίου και μαγγανίου.

Αλκαλικό περιβάλλον

Σε ένα αλκαλικό περιβάλλον, τα ιόντα οξειδίων που απελευθερώνονται δεσμεύονται από μόρια νερού, σχηματίζοντας ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ομάδες). Τα ιόντα οξειδίων που λείπουν παρέχονται από υδροξοομάδες, οι οποίες πρέπει να λαμβάνονται διπλάσια.

Όπου δεν υπάρχουν αρκετά ιόντα οξειδίων, γράφουμε υδροξοομάδες 2 φορές περισσότερες από ό,τι λείπει, από την άλλη - νερό.

Παράδειγμα. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ισορροπίας ηλεκτρονίων, δημιουργήστε μια εξίσωση αντίδρασης, προσδιορίστε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα:

Προσδιορίστε το βαθμό οξείδωσης:

Το βισμούθιο (III) με ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες (για παράδειγμα, Cl 2) σε αλκαλικό περιβάλλον παρουσιάζει αναγωγικές ιδιότητες (οξειδώνεται σε βισμούθιο V):

Δεδομένου ότι στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης δεν υπάρχουν αρκετά 3 οξυγόνα για ισορροπία, γράφουμε 6 υδροξοομάδες και στη δεξιά - 3 νερά.

Η τελική εξίσωση αντίδρασης είναι:

Ουδέτερο περιβάλλον

Σε ένα ουδέτερο περιβάλλον, τα απελευθερωμένα ιόντα οξειδίου δεσμεύονται από μόρια νερού για να σχηματίσουν ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ομάδες). Τα ιόντα οξειδίων που λείπουν τροφοδοτούνται από μόρια νερού. Από αυτά απελευθερώνονται ιόντα H +.

Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ισορροπίας ηλεκτρονίων, δημιουργήστε μια εξίσωση αντίδρασης, προσδιορίστε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα:

1. Προσδιορίστε την κατάσταση οξείδωσης:το θείο στο υπερθειικό κάλιο έχει κατάσταση οξείδωσης +7 (είναι οξειδωτικός παράγοντας, επειδή έχει την υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης), το βρώμιο στο βρωμιούχο κάλιο έχει κατάσταση οξείδωσης -1 (είναι αναγωγικός παράγοντας, επειδή έχει τη χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης), το νερό είναι το μέσο αντίδρασης.

Το θείο μεταβαίνει από κατάσταση οξείδωσης +7 σε +6 - το υπερθειικό ανάγεται σε θειικό. Το βρώμιο μεταβαίνει από την κατάσταση οξείδωσης -1 στο 0 - το βρωμιούχο ιόν οξειδώνεται σε βρώμιο.

2. Συνθέστε ημιαντιδράσεις.Εξισώνουμε το θείο (συντελεστής 2 πριν το θειικό). Οξυγόνο Εξ.
Στην αριστερή πλευρά υπάρχει φορτίο 2-, στη δεξιά πλευρά υπάρχει φορτίο 4-, συνδέονται 2 ηλεκτρόνια, οπότε γράφουμε +2

Εξισώνουμε το βρώμιο (συντελεστής 2 πριν από το βρωμιούχο ιόν). Στην αριστερή πλευρά το φορτίο είναι 2-, στη δεξιά πλευρά το φορτίο είναι 0, δίνονται 2 ηλεκτρόνια, οπότε γράφουμε -2

3. Συνοπτική εξίσωση ηλεκτρονικού ισοζυγίου.

4. Τελική εξίσωση αντίδρασης:Τα θειικά ιόντα συνδυάζονται με ιόντα καλίου για να σχηματίσουν θειικό κάλιο, συντελεστή 2 πριν από το KBr και πριν από το K2SO4. Το νερό αποδείχθηκε περιττό - βάλτε το σε αγκύλες.

Ταξινόμηση OVR

Οξειδωτικό και αναγωγικό μέσο- διαφορετικές ουσίες
Αυτοοξειδωτικοί παράγοντες, αυτοαναγωγικοί παράγοντες (δυσαναλογία, παραμόρφωση). Στοιχείο σε ενδιάμεση κατάσταση οξείδωσης.
Οξειδωτικό ή αναγωγικό μέσο - μέσο για τη διαδικασία
Ενδομοριακή οξείδωση-αναγωγή. Η ίδια ουσία περιέχει έναν οξειδωτικό και έναν αναγωγικό παράγοντα.
Αντιδράσεις στερεάς φάσης, υψηλής θερμοκρασίας.

Ποσοτικά χαρακτηριστικά του ORR

Τυπικό δυναμικό οξειδοαναγωγής, Ε 0- Δυναμικό ηλεκτροδίου σε σχέση με το τυπικό δυναμικό υδρογόνου. Περισσότερα για.

Για να υποβληθείτε σε ORR, είναι απαραίτητο η διαφορά δυναμικού να είναι μεγαλύτερη από το μηδέν, δηλαδή το δυναμικό του οξειδωτικού παράγοντα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το δυναμικό του αναγωγικού παράγοντα:

Για παράδειγμα:

Όσο χαμηλότερο είναι το δυναμικό, τόσο ισχυρότερος είναι ο αναγωγικός παράγοντας. Όσο υψηλότερο είναι το δυναμικό, τόσο ισχυρότερος είναι ο οξειδωτικός παράγοντας.
Οι οξειδωτικές ιδιότητες είναι ισχυρότερες σε όξινο περιβάλλον, ενώ οι αναγωγικές ιδιότητες είναι ισχυρότερες σε αλκαλικό περιβάλλον.

Τι είναι το OVR; Παραδείγματα τέτοιων αντιδράσεων μπορούν να βρεθούν όχι μόνο στην ανόργανη, αλλά και στην οργανική χημεία. Σε αυτό το άρθρο θα ορίσουμε τους κύριους όρους που χρησιμοποιούνται κατά την ανάλυση τέτοιων αλληλεπιδράσεων. Επιπλέον, θα παρέχουμε μερικά OVR, παραδείγματα και λύσεις σε χημικές εξισώσεις που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε τον αλγόριθμο των ενεργειών.

Βασικοί ορισμοί

Αλλά πρώτα, ας θυμηθούμε τους βασικούς ορισμούς που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε τη διαδικασία:

Οξειδωτικός παράγοντας είναι ένα άτομο ή ιόν που είναι ικανό να δέχεται ηλεκτρόνια κατά την αλληλεπίδραση. Τα ορυκτά οξέα και το υπερμαγγανικό κάλιο δρουν ως σοβαροί οξειδωτικοί παράγοντες.
Ένας αναγωγικός παράγοντας είναι ένα ιόν ή άτομο που δίνει ηλεκτρόνια σθένους σε άλλα στοιχεία.
Η διαδικασία προσθήκης ελεύθερων ηλεκτρονίων ονομάζεται οξείδωση και η διαδικασία απώλειας ηλεκτρονίων ονομάζεται αναγωγή.

Αλγόριθμος ενεργειών

Πώς να αναλύσετε τις εξισώσεις OVR; Τα παραδείγματα που προσφέρονται στους αποφοίτους σχολείων περιλαμβάνουν τη διάταξη των συντελεστών με χρήση ηλεκτρονικού ισοζυγίου. Εδώ είναι η διαδικασία:

Πρώτον, είναι απαραίτητο να αποδοθούν οι καταστάσεις οξείδωσης όλων των στοιχείων σε απλές και σύνθετες ουσίες που συμμετέχουν στον προτεινόμενο χημικό μετασχηματισμό.
Στη συνέχεια, επιλέγονται εκείνα τα στοιχεία που έχουν αλλάξει την ψηφιακή τους αξία.
Τα πρόσημα «+» και «-» υποδεικνύουν τα ληφθέντα και δωρεά ηλεκτρόνια και τον αριθμό τους.
Στη συνέχεια, προσδιορίζεται το ελάχιστο κοινό πολλαπλάσιο μεταξύ τους και προσδιορίζονται οι συντελεστές.
Οι αριθμοί που προκύπτουν μπαίνουν στην εξίσωση αντίδρασης.

Πρώτο παράδειγμα

Πώς να ολοκληρώσετε μια εργασία που σχετίζεται με το OVR; Τα παραδείγματα που προσφέρονται στις τελικές εξετάσεις της 9ης τάξης δεν περιλαμβάνουν την προσθήκη τύπων ουσιών. Τα παιδιά, κατά κανόνα, πρέπει να προσδιορίζουν τους συντελεστές και τις ουσίες που αλλάζουν τις τιμές σθένους.

Ας εξετάσουμε εκείνες τις OVR (αντιδράσεις), παραδείγματα των οποίων προσφέρονται σε αποφοίτους της 11ης τάξης. Οι μαθητές πρέπει να συμπληρώσουν ανεξάρτητα την εξίσωση με ουσίες και μόνο μετά από αυτό, χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό ισοζύγιο, να τακτοποιήσουν τους συντελεστές:

H 2 O 2 + H 2 SO 4 + KMnO 4 = Mn SO 4 + O 2 + …+…

Αρχικά, ας τακτοποιήσουμε τις καταστάσεις οξείδωσης κάθε ένωσης. Άρα, στο υπεροξείδιο του υδρογόνου στο πρώτο στοιχείο αντιστοιχεί +1 , στο οξυγόνο -1 . Στο θειικό οξύ υπάρχουν οι ακόλουθοι δείκτες: +1, +6, -2 (το σύνολο είναι μηδέν). Το οξυγόνο είναι μια απλή ουσία, επομένως έχει μηδενική κατάσταση οξείδωσης.

Το ηλεκτρονικό υπόλοιπο για αυτήν την αλληλεπίδραση έχει ως εξής:

Mn +7 παίρνει 5 e = Mn +2 2, είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας.
2I -δίνει 2e = Ι 2 0 5, δρα ως αναγωγικός παράγοντας.

Στο τελικό στάδιο αυτής της εργασίας, θα τακτοποιήσουμε τους συντελεστές στο ολοκληρωμένο σχήμα και θα πάρουμε:

2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 + 10KI= 2MnSO 4 + 5I 2 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O.

συμπέρασμα

Αυτές οι διαδικασίες έχουν βρει σοβαρή εφαρμογή στη χημική ανάλυση. Με τη βοήθειά τους, μπορείτε να ανακαλύψετε και να διαχωρίσετε διάφορα ιόντα και να πραγματοποιήσετε οξειδομετρία.

Μια ποικιλία μεθόδων φυσικής και χημικής ανάλυσης βασίζονται στο ORR. Η θεωρία της αλληλεπίδρασης οξέος και βάσης εξηγεί την κινητική των συνεχιζόμενων διεργασιών και επιτρέπει την πραγματοποίηση ποσοτικών υπολογισμών με χρήση εξισώσεων.

Προκειμένου οι μαθητές που επέλεξαν τη χημεία να δώσουν στην τελική εξέταση να περάσουν επιτυχώς αυτές τις δοκιμασίες, είναι απαραίτητο να επεξεργαστείτε έναν αλγόριθμο για την εξίσωση του OVR με βάση μια ηλεκτρονική ισορροπία. Οι δάσκαλοι εργάζονται με τους μαθητές τους στη μέθοδο της διάταξης των συντελεστών, χρησιμοποιώντας διάφορα παραδείγματα από την ανόργανη και οργανική χημεία.

Τα καθήκοντα που σχετίζονται με τον προσδιορισμό των καταστάσεων οξείδωσης των χημικών στοιχείων σε απλές και σύνθετες ουσίες, καθώς και η ισορροπία μεταξύ αποδεκτών και δοθέντων ηλεκτρονίων, αποτελούν υποχρεωτικό στοιχείο των δοκιμασιών εξέτασης στο βασικό, γενικό στάδιο της εκπαίδευσης. Μόνο εάν τέτοιες εργασίες ολοκληρωθούν επιτυχώς, μπορούμε να μιλήσουμε για αποτελεσματική κατάκτηση του σχολικού μαθήματος στην ανόργανη χημεία και επίσης να υπολογίζουμε στη λήψη υψηλού βαθμού στην Ενιαία Κρατική Εξέταση και στην Ενιαία Κρατική Εξέταση.

Βιβλίο προβλημάτων γενικής και ανόργανης χημείας

2.2. Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Κοίτα καθήκοντα >>>

Θεωρητικό μέρος

Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής περιλαμβάνουν χημικές αντιδράσεις που συνοδεύονται από αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων. Στις εξισώσεις τέτοιων αντιδράσεων, η επιλογή των συντελεστών πραγματοποιείται με μεταγλώττιση ηλεκτρονικό ισοζύγιο. Η μέθοδος επιλογής αποδόσεων με χρήση ηλεκτρονικού ισοζυγίου αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα:

α) γράψτε τους τύπους των αντιδραστηρίων και των προϊόντων και, στη συνέχεια, βρείτε τα στοιχεία που αυξάνουν και μειώνουν τις καταστάσεις οξείδωσής τους και γράψτε τα ξεχωριστά:

MnCO 3 + KClO 3 ® MnO2+ KCl + CO2

Cl V¼ = Cl - Εγώ

Mn II¼ = Mn IV

β) να συνθέσετε εξισώσεις για ημι-αντιδράσεις αναγωγής και οξείδωσης, τηρώντας τους νόμους διατήρησης του αριθμού των ατόμων και του φορτίου σε κάθε ημιαντίδραση:

μισή αντίδρασηανάκτηση Cl V + 6 μι - = Cl - Εγώ

μισή αντίδρασηοξείδωση Mn II- 2 μι - = Mn IV

γ) επιλέγονται πρόσθετοι παράγοντες για την εξίσωση των ημι-αντιδράσεων έτσι ώστε να ικανοποιείται ο νόμος διατήρησης του φορτίου για την αντίδραση στο σύνολό της, για την οποία ο αριθμός των αποδεκτών ηλεκτρονίων στις ημιαντιδράσεις αναγωγής γίνεται ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρόνια που δόθηκαν στην ημιαντίδραση οξείδωσης:

Cl V + 6 μι - = Cl - Ι 1

Mn II- 2 μι - = Mn IV 3

δ) εισάγετε (χρησιμοποιώντας τους παράγοντες που βρέθηκαν) στοιχειομετρικούς συντελεστές στο σχήμα αντίδρασης (ο συντελεστής 1 παραλείπεται):

3 MnCO 3 + KClO 3 = 3 MnO 2 + KCl+CO2

ρε) εξισώστε τον αριθμό των ατόμων αυτών των στοιχείων που δεν αλλάζουν την κατάσταση οξείδωσης κατά τη διάρκεια της αντίδρασης (αν υπάρχουν δύο τέτοια στοιχεία, τότε αρκεί να εξισώσετε τον αριθμό των ατόμων ενός από αυτά και να ελέγξετε για το δεύτερο). Η εξίσωση για τη χημική αντίδραση προκύπτει:

3 MnCO 3 + KClO 3 = 3 MnO 2 + KCl+ 3 CO 2

Παράδειγμα 3. Επιλέξτε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης οξειδοαναγωγής

Fe 2 O 3 + CO ® Fe + CO 2

Λύση

Fe 2 O 3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO 2

Fe III + 3 μι - = Fe 0 2

Γ II - 2 μι - = C IV 3

Με την ταυτόχρονη οξείδωση (ή αναγωγή) ατόμων δύο στοιχείων μιας ουσίας, ο υπολογισμός πραγματοποιείται για μία μονάδα τύπου αυτής της ουσίας.

Παράδειγμα 4.Επιλέξτε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης οξειδοαναγωγής

Fe(S ) 2 + O 2 = Fe 2 O 3 + SO 2

Λύση

4Fe(S ) 2 + 11 O 2 = 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2

FeII- μι - = Fe III

- 11 μι - 4

2S - Εγώ - 10 μι - = 2S IV

O 2 0 + 4 μι - = 2Ο - II+4 μι - 11

Στα παραδείγματα 3 και 4, οι λειτουργίες του οξειδωτικού και αναγωγικού παράγοντα κατανέμονται μεταξύ διαφορετικών ουσιών, Fe 2 O 3 και O 2 - οξειδωτικά μέσα, CO και Fe(S)2 - αναγωγικοί παράγοντες? Τέτοιες αντιδράσεις ταξινομούνται ως διαμοριακήαντιδράσεις οξειδοαναγωγής.

Οταν ενδομοριακήοξείδωση-αναγωγή, όταν στην ίδια ουσία οξειδώνονται τα άτομα ενός στοιχείου και ανάγονται τα άτομα άλλου στοιχείου, ο υπολογισμός γίνεται ανά μονάδα τύπου της ουσίας.

Παράδειγμα 5.Επιλέξτε τους συντελεστές στην εξίσωση αντίδρασης οξείδωσης-αναγωγής

(NH 4) 2 CrO 4 ® Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O + NH 3

Λύση

2 (NH 4) 2 CrO 4 = Cr 2 O 3 + N 2 + 5 H 2 O + 2 NH 3

CrVI + 3 μι - = Cr III 2

2Ν - III - 6 μι - = N 2 0 1

Για αντιδράσεις παραμόρφωση (δυσαναλογία, αυτοξείδωση- αυτο-ίαση), κατά την οποία άτομα του ίδιου στοιχείου στο αντιδραστήριο οξειδώνονται και ανάγεται, πρόσθετοι παράγοντες προστίθενται πρώτα στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης και στη συνέχεια βρίσκεται ο συντελεστής για το αντιδραστήριο.

Παράδειγμα 6. Επιλέξτε τους συντελεστές στην εξίσωση αντίδρασης διαφοροποίησης

H2O2 ® H2O+O2

Λύση

2 H 2 O 2 = 2 H 2 O + O 2

Ο - I+ μι - =Ο - II 2

2Ο - Εγώ - 2 μι - = O 2 0 1

Για την αντίδραση μεταγωγής ( συναναλογία), στα οποία άτομα του ίδιου στοιχείου διαφορετικών αντιδραστηρίων, ως αποτέλεσμα της οξείδωσης και αναγωγής τους, λαμβάνουν την ίδια κατάσταση οξείδωσης, προστίθενται πρώτα επιπλέον παράγοντες στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης.

Παράδειγμα 7.Επιλέξτε τους συντελεστές στην εξίσωση αντίδρασης μετάθεσης:

H 2 S + SO 2 = S + H 2 O

Λύση

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

μικρό - II - 2 μι - = S 0 2

SIV+4 μι - = S 0 1

Για την επιλογή συντελεστών στις εξισώσεις των οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων που συμβαίνουν σε ένα υδατικό διάλυμα με τη συμμετοχή ιόντων, χρησιμοποιείται η μέθοδος ισορροπία ηλεκτρονίων-ιόντων.Η μέθοδος επιλογής συντελεστών με χρήση ισορροπίας ιόντων ηλεκτρονίων αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα:

α) Καταγράψτε τους τύπους των αντιδραστηρίων αυτής της οξειδοαναγωγικής αντίδρασης

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + H 2 S

και να καθορίσετε τη χημική λειτουργία καθενός από αυτά (εδώ K2Cr2O7 - οξειδωτικό μέσο, H 2 SO 4 - όξινο μέσο αντίδρασης, H2S - αναγωγικό μέσο);

β) γράψτε (στην επόμενη γραμμή) τους τύπους των αντιδραστηρίων σε ιοντική μορφή, υποδεικνύοντας μόνο εκείνα τα ιόντα (για ισχυρούς ηλεκτρολύτες), τα μόρια (για τους ασθενείς ηλεκτρολύτες και τα αέρια) και τις μονάδες τύπου (για τα στερεά) που θα λάβουν μέρος στο αντίδραση ως οξειδωτικός παράγοντας ( Cr2O72 - ), περιβάλλον ( Η+- πιο συγκεκριμένα, κατιόν οξωνίου H3O+ ) και αναγωγικός παράγοντας ( H2S):

Cr2O72 - +H++H2S

γ) προσδιορίστε τον ανηγμένο τύπο του οξειδωτικού παράγοντα και την οξειδωμένη μορφή του αναγωγικού παράγοντα, ο οποίος πρέπει να είναι γνωστός ή καθορισμένος (για παράδειγμα, εδώ το διχρωμικό ιόν διέρχεται κατιόντα χρωμίου ( III) και υδρόθειο - σε θείο). Αυτά τα δεδομένα καταγράφονται στις επόμενες δύο γραμμές, συντάσσονται οι εξισώσεις ηλεκτρονίων-ιόντων για τις ημι-αντιδράσεις αναγωγής και οξείδωσης και επιλέγονται πρόσθετοι παράγοντες για τις εξισώσεις μισής αντίδρασης:

μισή αντίδρασημείωση του Cr 2 O 7 2 - + 14 H + + 6 μι - = 2 Cr 3+ + 7 H 2 O 1

μισή αντίδρασηοξείδωση H 2 S - 2 μι - = S (t) + 2 H + 3

δ) να συνθέσετε, αθροίζοντας τις εξισώσεις μισής αντίδρασης, την ιοντική εξίσωση μιας δεδομένης αντίδρασης, δηλ. συμπληρωματική καταχώριση (β):

Cr2O72 - + 8 H + + 3 H 2 S = 2 Cr 3+ + 7 H 2 O + 3 S (Τ )

ρε) με βάση την ιοντική εξίσωση, να σχηματίσετε τη μοριακή εξίσωση αυτής της αντίδρασης, δηλ. καταχώριση συμπληρώματος (α), και οι τύποι των κατιόντων και των ανιόντων που λείπουν στην ιοντική εξίσωση ομαδοποιούνται στους τύπους πρόσθετων προϊόντων ( K2SO4):

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S = Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O + 3S ( t ) + K 2 SO 4

στ) ελέγξτε τους επιλεγμένους συντελεστές με βάση τον αριθμό των ατόμων των στοιχείων στην αριστερή και δεξιά πλευρά της εξίσωσης (συνήθως αρκεί να ελέγξετε μόνο τον αριθμό των ατόμων οξυγόνου).

ΟξειδωμένοςΚαι ανακαινισμένοΟι οξειδωτικές και αναγωγικές μορφές συχνά διαφέρουν ως προς την περιεκτικότητα σε οξυγόνο (συγκρίνετε Cr2O72 - και Cr 3+ ). Επομένως, κατά τη σύνταξη εξισώσεων μισής αντίδρασης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ισορροπίας ιόντων ηλεκτρονίων, περιλαμβάνουν τα ζεύγη H + / H 2 O (για όξινο μέσο) και OH - / H 2 O (για αλκαλικό περιβάλλον). Εάν, κατά τη μετάβαση από τη μια μορφή στην άλλη, η αρχική μορφή (συνήθως - οξειδώνεται) χάνει τα ιόντα οξειδίου του (που φαίνονται παρακάτω σε αγκύλες), τότε τα τελευταία, καθώς δεν υπάρχουν σε ελεύθερη μορφή, πρέπει να συνδυαστούν με κατιόντα υδρογόνου σε όξινο περιβάλλον και σε αλκαλικό περιβάλλον - με μόρια νερού, που οδηγεί στο σχηματισμό μορίων νερού (σε όξινο περιβάλλον) και ιόντων υδροξειδίου (σε αλκαλικό περιβάλλον):

όξινο περιβάλλον[Ο2 - ] + 2 Η + = Η 2 Ο

αλκαλικό περιβάλλον[ O 2 - ] + Η 2 Ο = 2 ΟΗ -

Έλλειψη ιόντων οξειδίων στην αρχική τους μορφή (συνήθως- σε ανηγμένη) σε σύγκριση με την τελική μορφή αντισταθμίζεται με την προσθήκη μορίων νερού (σε όξινο περιβάλλον) ή ιόντων υδροξειδίου (σε αλκαλικό περιβάλλον):

όξινο περιβάλλον H 2 O = [ O 2 - ] + 2 Η +

αλκαλικό περιβάλλον2 ΟΗ - = [ Ο 2 - ] + Η2Ο

Παράδειγμα 8.Επιλέξτε τους συντελεστές χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ισορροπίας ηλεκτρονίων-ιόντων στην εξίσωση της αντίδρασης οξειδοαναγωγής:

® MnSO 4 + H 2 O + Na 2 SO 4 + ¼

Λύση

2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 + 5 Na 2 SO 3 =

2 MnSO 4 + 3 H 2 O + 5 Na 2 SO 4 + + K 2 SO 4

2 MnO 4 - + 6 H + + 5 SO 3 2 - = 2 Mn 2+ + 3 H 2 O + 5 SO 4 2 -

MnO4 - + 8Η + + 5 μι - = Mn 2+ + 4 H 2 O2

SO 3 2 - +H2O - 2 μι - = SO 4 2 - + 2 H + 5

Παράδειγμα 9. Επιλέξτε τους συντελεστές χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ισορροπίας ηλεκτρονίων-ιόντων στην εξίσωση της αντίδρασης οξειδοαναγωγής:

Na 2 SO 3 + KOH + KMnO 4 ® Na 2 SO 4 + H 2 O + K 2 MnO 4

Λύση

Na 2 SO 3 + 2 KOH + 2 KMnO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + 2 K 2 MnO 4

SO 3 2 - + 2 OH - + 2 MnO 4 - = SO 4 2 - + H 2 O + 2 MnO 4 2 -

MnO4 - + 1 μι - = MnO 4 2 - 2

SO 3 2 - + 2 OH - - 2 μι - = SO 4 2 - + H 2 O 1

Εάν το υπερμαγγανικό ιόν χρησιμοποιείται ως οξειδωτικός παράγοντας σε ασθενώς όξινο περιβάλλον, τότε η εξίσωση για την ημιαντίδραση αναγωγής είναι:

MnO4 - + 4 H + + 3 μι - = MnΟ 2( t) + 2 H 2 O

και αν σε ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον, τότε

MnO 4 - + 2 H 2 O + 3 μι - = MnΟ 2( t) + 4 OH -

Συχνά, ένα ασθενώς όξινο και ελαφρώς αλκαλικό μέσο ονομάζεται συμβατικά ουδέτερο και μόνο μόρια νερού εισάγονται στις εξισώσεις μισής αντίδρασης στα αριστερά. Σε αυτήν την περίπτωση, όταν συνθέτετε την εξίσωση, θα πρέπει (αφού επιλέξετε πρόσθετους παράγοντες) να σημειώσετε μια πρόσθετη εξίσωση που αντικατοπτρίζει το σχηματισμό νερού από ιόντα Η+ και ΟΗ - .

Παράδειγμα 10. Επιλέξτε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης που συμβαίνει σε ουδέτερο μέσο:

KMnO 4 + H 2 O + Na 2 SO 3 ® MnΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 2( t) + Na 2 SO 4 ¼

Λύση

2 KMnO 4 + H 2 O + 3 Na 2 SO 3 = 2 MnΟ 2( t) + 3 Na 2 SO 4 + 2 ΚΟΗ

MnO4 - + H 2 O + 3 SO 3 2 - = 2 MnΟ 2( t ) + 3 SO 4 2 - + 2 OH -

MnO 4 - + 2 H 2 O + 3 μι - = MnΟ 2( t) + 4 OH -

SO 3 2 - +H2O - 2 μι - = SO 4 2 - +2Η+

8ΟΗ - + 6 Η + = 6 Η 2 Ο + 2 ΟΗ -

Έτσι, εάν η αντίδραση από το παράδειγμα 10 διεξάγεται απλώς με συνδυασμό υδατικών διαλυμάτων υπερμαγγανικού καλίου και θειώδους νατρίου, τότε προχωρά σε ένα υπό όρους ουδέτερο (και στην πραγματικότητα, ελαφρώς αλκαλικό) περιβάλλον λόγω του σχηματισμού υδροξειδίου του καλίου. Εάν το διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου οξινιστεί ελαφρά, η αντίδραση θα προχωρήσει σε ένα ασθενώς όξινο (υπό όρους ουδέτερο) περιβάλλον.

Παράδειγμα 11. Επιλέξτε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης που συμβαίνει σε ασθενώς όξινο περιβάλλον:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + Na 2 SO 3 ® MnΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 2( t) + H 2 O + Na 2 SO 4 + ¼

Λύση

2KMnO 4 + H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = 2Mn Ο 2(Τ ) + H 2 O + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4

2 MnO 4 - + 2 H + + 3 SO 3 2 - = 2 MnΟ 2( t ) + H 2 O + 3 SO 4 2 -

MnO4 - + 4 Ω + + 3 μι - = Mn O 2( t ) + 2 H 2 O2

SO 3 2 - +H2O - 2 μι - = SO 4 2 - + 2 H + 3

Μορφές ύπαρξης οξειδωτικών και αναγωγικών παραγόντων πριν και μετά την αντίδραση, δηλ. ονομάζονται οι οξειδωμένες και ανηγμένες μορφές τους ζευγάρια οξειδοαναγωγής. Έτσι, από τη χημική πρακτική είναι γνωστό (και αυτό πρέπει να το θυμόμαστε) ότι το υπερμαγγανικό ιόν σε ένα όξινο περιβάλλον σχηματίζει ένα κατιόν μαγγανίου ( II) (ζεύγος MnO 4 - +H+/ Mn 2+ + H 2 O ), σε ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον- οξείδιο μαγγανίου (IV) (ζεύγος MnO 4 - +Η+ ¤ Mn O 2(t) + H 2 O ή MnO 4 - + H 2 O = MnΟ 2(t) + ΟΗ - ). Η σύνθεση των οξειδωμένων και ανηγμένων μορφών καθορίζεται, επομένως, από τις χημικές ιδιότητες ενός δεδομένου στοιχείου σε διάφορες καταστάσεις οξείδωσης, δηλ. άνιση σταθερότητα συγκεκριμένων μορφών σε διαφορετικά περιβάλλοντα υδατικού διαλύματος. Όλα τα ζευγάρια οξειδοαναγωγής που χρησιμοποιούνται σε αυτήν την ενότητα δίνονται στα προβλήματα 2.15 και 2.16.

Το θέμα του μαθήματος είναι «Αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής».

Στόχοι:

Εκπαιδευτικά: Σελνα εξοικειωθούν οι μαθητές με μια νέα ταξινόμηση χημικών αντιδράσεων με βάση τις αλλαγές στις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων - αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής (ORR).Σχηματίστε μια ιδέα γιαοξειδωτικά - τονωτικόαντιδράσεις, ως χημικές αντιδράσεις που βασίζονται σε αλλαγές στην κατάσταση οξείδωσης των στοιχείων. Δώστε τις έννοιες «οξειδωτικός παράγοντας» και «αναγωγικός παράγοντας». Χαρακτηρίστε την ενότητα και τη συνέχεια των διαδικασιών οξείδωσης και αναγωγής, διδάσκουν στους μαθητές να τακτοποιούν συντελεστές χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του ηλεκτρονικού ισοζυγίου.

Εκπαιδευτικά: ΣελΣυνεχίστε να αναπτύσσετε τις δεξιότητες για τη σύνθεση εξισώσεων χημικών αντιδράσεων. Συμβολή στη διεύρυνση των οριζόντων των μαθητών, στην ανάπτυξη δεξιοτήτων στην εφαρμογή της αποκτηθείσας γνώσης για την εξήγηση των φαινομένων του γύρω κόσμου.Συνεχίστε την ανάπτυξη της λογικής σκέψης, της ανάλυσης και των δεξιοτήτων σύγκρισης.Βελτίωση των πρακτικών δεξιοτήτων στην εργασία με εργαστηριακό εξοπλισμό και χημικά αντιδραστήρια. συμπληρώνουν τις γνώσεις των μαθητών για τους κανόνες εργασίας στο εργαστήριο χημείας. Αναπτύξτε την ικανότητα παρατήρησης και εξαγωγής συμπερασμάτων.

Εκπαιδευτικό: από να συμβάλει στη διαμόρφωση μιας κουλτούρας διαπροσωπικής επικοινωνίας μέσω του παραδείγματος της ικανότητας να ακούει ο ένας τον άλλον, να κάνει ερωτήσεις ο ένας στον άλλον, να αναλύει τις απαντήσεις των συντρόφων, να προβλέπει το αποτέλεσμα της εργασίας και να αξιολογεί τη δουλειά του.Να διαμορφώσει την επιστημονική κοσμοθεωρία των μαθητών και να βελτιώσει τις εργασιακές δεξιότητες.

Τύπος μαθήματος: εκμάθηση νέου υλικού.

Διδακτικοί στόχοι:δημιουργία συνθηκών συνειδητοποίησης και κατανόησης ενός μπλοκ νέων εκπαιδευτικών πληροφοριών.

Μορφή μαθήματος: μάθημα – συζήτηση με στοιχεία μάθησης με βάση το πρόβλημα.

ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ:επεξηγηματικός - επεξηγηματικός, προβληματικός, εν μέρει διερευνητικός.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Οργάνωση χρόνου.

Ταξίδι στο παρελθόν:

Δάσκαλος: Τον 3ο αιώνα π.Χ. στο νησί της Ρόδου χτίστηκε ένα μνημείο με τη μορφή ενός τεράστιου αγάλματος του Ήλιου (οι Έλληνες έχουν τον Θεό του Ήλιου) Ο μεγαλειώδης σχεδιασμός και η τέλεια εκτέλεση του Κολοσσού της Ρόδου -ένα από τα θαύματα του κόσμου κατέπληξε όλους όσοι το είδαν.(δείχνοντας τον κολοσσό στη τσουλήθρα). Δεν ξέρουμε με βεβαιότητα. πώς έμοιαζε το άγαλμα, αλλά είναι γνωστό ότι ήταν φτιαγμένο από μπρούτζο και έφτασε σε ύψος περίπου 33 μ. Το άγαλμα δημιουργήθηκε από τον γλύπτη Haret, χρειάστηκαν 12 χρόνια για να κατασκευαστεί. Το μπρούτζινο κέλυφος ήταν στερεωμένο σε ένα σιδερένιο πλαίσιο. Το κούφιο άγαλμα άρχισε να χτίζεται από κάτω και, καθώς μεγάλωνε, γέμιζε με πέτρες για να γίνει πιο σταθερό.Περίπου 50 χρόνια μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής, ο Κολοσσός κατέρρευσε. Κατά τη διάρκεια του σεισμού έσπασε στο ύψος των γονάτων. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο λόγος για την ευθραυστότητα αυτού του θαύματος ήταν η διάβρωση μετάλλων και η διαδικασία διάβρωσης βασίζεται σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.Σημειώστε στο τετράδιό σας το θέμα του μαθήματος: «Οξειδωτικό- τονωτικόαντιδράσεις».

Έτσι, σήμερα στο μάθημα θα εξοικειωθούμε με τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής και θα μάθουμε ποια είναι η διαφορά μεταξύ μεταβολικών αντιδράσεων και αντιδράσεων οξειδοαναγωγής. Ας μάθουμε να αναγνωρίζουμε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα στις αντιδράσεις. Ας μάθουμε πώς να σχεδιάζουμε τις διαδικασίες παροχής και λήψης ηλεκτρονίων.

Ενημέρωση γνώσεων.

Αρχικά, ας θυμηθούμε ποιος είναι ο αριθμός οξείδωσης και πώς προσδιορίζεται ο αριθμός οξείδωσης σε απλές και σύνθετες ουσίες.

Ο αριθμός οξείδωσης είναι το υπό όρους φορτίο ενός ατόμου σε μια ένωση. Η κατάσταση οξείδωσης συμπίπτει με το σθένος, αλλά σε αντίθεση με το σθένος, η κατάσταση οξείδωσης είναι αρνητική.

Οι κανόνες για τον προσδιορισμό των καταστάσεων οξείδωσης:

1. Τα ελεύθερα άτομα και οι απλές ουσίες έχουν κατάσταση οξείδωσης 0:

Μπα 2 , Ν 2 , S, Al, F 2 .

2. Τα μέταλλα σε όλες τις ενώσεις έχουν θετική κατάσταση οξείδωσης (η μέγιστη τιμή τους είναι ίση με τον αριθμό της ομάδας):

α) για μέταλλα της κύριας υποομάδας της ομάδας I +1.

β) για μέταλλα της κύριας υποομάδας της ομάδας II +2.

γ) το αλουμίνιο έχει +3.

3. Στις ενώσεις, το οξυγόνο έχει κατάσταση οξείδωσης -2

(εξαίρεσηΟ +2 φά 2 και υπεροξείδια:H 2 Ο 2 -1 ; κ 2 Ο 2 -1 ).

4. Σε ενώσεις με αμέταλλα, το υδρογόνο έχει κατάσταση οξείδωσης +1, και με μέταλλα -1.

5. Στις ενώσεις, το άθροισμα των καταστάσεων οξείδωσης όλων των ατόμων είναι 0.

H +1 Cl -1 H 2 +1 μικρό -2 H 2 +1 μικρό +6 Ο 4 -2

1 - 1 = 0 (2 1) - 2 = 0 (1 2) + 6 - (2 4) = 0

Μελετώντας ένα νέο θέμα.

Στην 8η δημοτικού μυηθήκατε στις αντιδράσεις συνδυασμού, αποσύνθεσης, αντικατάστασης και ανταλλαγής.Αυτή η ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων βασίζεται στον αριθμό και τη σύσταση των ουσιών έναρξης και που προκύπτουν. Ας εξετάσουμε τις χημικές αντιδράσεις από την άποψη της οξείδωσης (δωρεά ηλεκτρονίων) και της αναγωγής (κέρδος ηλεκτρονίων) των ατόμων των στοιχείων. Πάνω από τα σημάδια των χημικών στοιχείων θα υποδείξουμε τις καταστάσεις οξείδωσής τους.

Άλλαξαν οι καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων σε αυτές τις αντιδράσεις;

Στην πρώτη εξίσωση, οι καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων δεν άλλαξαν, αλλά στη δεύτερη, άλλαξαν για τον χαλκό και τον σίδηρο.

Η δεύτερη αντίδραση είναι μια αντίδραση οξειδοαναγωγής.

Οι αντιδράσεις που οδηγούν σε αλλαγές στις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων που αποτελούν τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης ονομάζονται αντιδράσεις οξειδοαναγωγής ( ).

Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από ένα άτομο, μόριο ή ιόν σε ένα άλλο. Η διαδικασία παραίτησης ηλεκτρονίων ονομάζεταιοξείδωση .

H 2 0 - 2ē 2H + 2Βρ - - 2ē Br 2 0 μικρό -2 - 2ē S 0

Η διαδικασία της προσθήκης ηλεκτρονίων ονομάζεταιανάκτηση :

Mn +4 + 2ē Mn +2 μικρό 0 + 2ē μικρό -2 Cr +6 +3ē Cr +3

Τα άτομα ή τα ιόντα που αποκτούν ηλεκτρόνια σε μια δεδομένη αντίδραση είναιοξειδωτικά μέσα και που δωρίζουν ηλεκτρόνια -αναστηλωτές .

Σύνταξη εξισώσεων οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων.

Υπάρχουν δύο μέθοδοι για τη σύνθεση αντιδράσεων οξειδοαναγωγής - η μέθοδος ισορροπίας ηλεκτρονίων και η μέθοδος ημιαντίδρασης. Εδώ θα δούμε.
Σε αυτή τη μέθοδο, συγκρίνονται οι καταστάσεις οξείδωσης των ατόμων στις αρχικές ουσίες και στα προϊόντα αντίδρασης και καθοδηγούμαστε από τον κανόνα: ο αριθμός των ηλεκτρονίων που δωρίζονται από τον αναγωγικό παράγοντα πρέπει να είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που προστίθενται από το οξειδωτικό μέσο.
Για να δημιουργήσετε μια εξίσωση, πρέπει να γνωρίζετε τους τύπους των αντιδρώντων και των προϊόντων αντίδρασης. Ας δούμε αυτή τη μέθοδο με ένα παράδειγμα.

Αλγόριθμος για τη σύνταξη εξισώσεων OVR με τη μέθοδο του ηλεκτρονικού ισοζυγίου:

Σχεδιάστε ένα διάγραμμα της αντίδρασης.

Ο Αλ + HCl → AlCl 3 + H 2

Προσδιορίστε τις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων στα αντιδρώντα και τα προϊόντα αντίδρασης.

Ο Αλ 0 +Η +1 Cl -1 → Αλ +3 Cl 3 -1 +Η 2 0

Προσδιορίστε εάν η αντίδραση είναι οξειδοαναγωγική ή εάν συμβαίνει χωρίς αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων.

Αυτή η αντίδραση είναι OVR

Υπογραμμίστε τα στοιχεία των οποίων οι καταστάσεις οξείδωσης αλλάζουν.

Ο Αλ 0 + H +1 Cl -1 → Ο Αλ +3 Cl 3 -1 + H 2 0

Προσδιορίστε ποιο στοιχείο οξειδώνεται (αυξάνεται η οξειδωτική του κατάσταση) και ποιο στοιχείο ανάγεται (η οξειδωτική του κατάσταση μειώνεται) κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

Ο Αλ 0 → Ο Αλ +3 οξειδώνεται

H +1 → H 2 0 αποκαθίσταται

Στην αριστερή πλευρά του διαγράμματος, χρησιμοποιήστε βέλη για να υποδείξετε τη διαδικασία οξείδωσης (τη μετατόπιση ηλεκτρονίων από ένα άτομο στοιχείου) και τη διαδικασία αναγωγής (τη μετατόπιση των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο στοιχείου)

Ο Αλ 0 – 3 ē →Ο Αλ +3 διαδικασία οξείδωσης

2 H +1 + 2 ē →H 2 0 διαδικασία ανάκτησης

Ορίστε έναν αναγωγικό παράγοντα και έναν οξειδωτικό παράγοντα.

Ο Αλ 0 – 3 ē →Ο Αλ +3 αναγωγικό μέσο

2 H +1 + 2 ē →H 2 0 οξειδωτής

Ισορροπήστε τον αριθμό των ηλεκτρονίων μεταξύ του οξειδωτικού και του αναγωγικού παράγοντα.

Ο Αλ 0 – 3 → Αλ +3

2Η +1 + 2 ē → H 2 0

Προσδιορίστε τους συντελεστές για τον οξειδωτικό παράγοντα και τον αναγωγικό παράγοντα, τα προϊόντα οξείδωσης και αναγωγής.

Ο Αλ 0 – 3 → Αλ +3

x 2

2Η +1 + 2 ē → H 2 0

x 3

Τοποθετήστε τους συντελεστές μπροστά από τους τύπους του οξειδωτικού και του αναγωγικού παράγοντα.

2 Al+ 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

Ελέγξτε την εξίσωση της αντίδρασης.

Ας μετρήσουμε τον αριθμό των ατόμων δεξιά και αριστερά· αν υπάρχουν ίσοι αριθμοί, έχουμε εξισώσει την εξίσωση.

Ενοποίηση.

№1. Προσδιορίστε τον βαθμό οξείδωσης των ατόμων χημικών στοιχείων χρησιμοποιώντας τους τύπους των ενώσεων τους:H 2 μικρό, Ο 2 , N.H. 3 , HNO 3 , Fe, κ 2 Cr 2 Ο 7

№2. Προσδιορίστε τι συμβαίνει με την κατάσταση οξείδωσης του θείου κατά τις ακόλουθες μεταβάσεις:H 2 μικρό → ΕΤΣΙ 2 → ΕΤΣΙ 3

№3. Τακτοποιήστε τους συντελεστές σε CHR χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ηλεκτρονικής ισορροπίας, υποδεικνύετε τις διαδικασίες οξείδωσης (αναγωγής), οξειδωτικού παράγοντα (αναγωγικός παράγοντας). Να γράψετε τις αντιδράσεις σε πλήρη και ιοντική μορφή:

Α) Zn + HCl = Η 2 + ZnCl 2

Β) Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

№4. Είναι δεδομένασχέδιοεξισώσειςαντιδράσεις:
ΜΕus + HNO 3 ( αραιωμένο) = Cu(NO 3 ) 2 + S + ΟΧΙ + Η 2 Ο

Κ+Η 2 Ο = ΚΟΗ + Η 2
Τακτοποιήστε τους συντελεστές στις αντιδράσεις με τη μέθοδο του ηλεκτρονικού ισοζυγίου.
Αναφέρετε την ουσία - έναν οξειδωτικό παράγοντα και μια ουσία - έναν αναγωγικό παράγοντα.

Εργασία για το σπίτι: σελ 1, άσκηση 1, 6 σελίδα 7.

Το μάθημα εξετάζει την ουσία των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής και τη διαφορά τους από τις αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων. Επεξηγούνται οι αλλαγές στις καταστάσεις οξείδωσης του οξειδωτικού και του αναγωγικού παράγοντα. Εισάγεται η έννοια του ηλεκτρονικού ισοζυγίου.

Θέμα: Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Μάθημα: Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Εξετάστε την αντίδραση του μαγνησίου με το οξυγόνο. Ας γράψουμε την εξίσωση αυτής της αντίδρασης και ας τακτοποιήσουμε τις τιμές των καταστάσεων οξείδωσης των ατόμων των στοιχείων:

Όπως φαίνεται, τα άτομα μαγνησίου και οξυγόνου στα αρχικά υλικά και στα προϊόντα αντίδρασης έχουν διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης. Ας γράψουμε διαγράμματα των διεργασιών οξείδωσης και αναγωγής που συμβαίνουν με τα άτομα μαγνησίου και οξυγόνου.

Πριν από την αντίδραση, τα άτομα μαγνησίου είχαν κατάσταση οξείδωσης μηδέν, μετά την αντίδραση - +2. Έτσι, το άτομο μαγνησίου έχει χάσει 2 ηλεκτρόνια:

Το μαγνήσιο δίνει ηλεκτρόνια και το ίδιο οξειδώνεται, πράγμα που σημαίνει ότι είναι αναγωγικός παράγοντας.

Πριν την αντίδραση, η κατάσταση οξείδωσης του οξυγόνου ήταν μηδέν και μετά την αντίδραση έγινε -2. Έτσι, το άτομο οξυγόνου πρόσθεσε 2 ηλεκτρόνια στον εαυτό του:

Το οξυγόνο δέχεται ηλεκτρόνια και το ίδιο ανάγεται, πράγμα που σημαίνει ότι είναι οξειδωτικός παράγοντας.

Ας γράψουμε το γενικό σχήμα οξείδωσης και αναγωγής:

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που δίνονται είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που λαμβάνονται. Διατηρείται η ηλεκτρονική ισορροπία.

ΣΕ αντιδράσεις οξειδοαναγωγήςσυμβαίνουν διεργασίες οξείδωσης και αναγωγής, που σημαίνει ότι οι καταστάσεις οξείδωσης των χημικών στοιχείων αλλάζουν. Αυτό είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.

Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι αντιδράσεις κατά τις οποίες τα χημικά στοιχεία αλλάζουν την κατάσταση οξείδωσής τους

Ας δούμε συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς να διακρίνουμε μια αντίδραση οξειδοαναγωγής από άλλες αντιδράσεις.

1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

Για να πούμε εάν μια αντίδραση είναι οξειδοαναγωγή, είναι απαραίτητο να εκχωρήσουμε τις τιμές των καταστάσεων οξείδωσης των ατόμων χημικών στοιχείων.

1-2+1 +1-1 +1 -1 +1 -2

1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

Σημειώστε ότι οι καταστάσεις οξείδωσης όλων των χημικών στοιχείων αριστερά και δεξιά του πρόσημου ίσου παραμένουν αμετάβλητες. Αυτό σημαίνει ότι αυτή η αντίδραση δεν είναι οξειδοαναγωγική.

4 +1 0 +4 -2 +1 -2

2. CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Ως αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης, οι καταστάσεις οξείδωσης του άνθρακα και του οξυγόνου άλλαξαν. Επιπλέον, ο άνθρακας αύξησε την κατάσταση οξείδωσης και το οξυγόνο μειώθηκε. Ας γράψουμε τα σχήματα οξείδωσης και αναγωγής:

C -8e = C - διαδικασία οξείδωσης

О +2е = О - διαδικασία ανάκτησης

Έτσι ώστε ο αριθμός των ηλεκτρονίων που δίνονται να είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που λαμβάνονται, δηλ. συμμορφώθηκε με ηλεκτρονικό ισοζύγιο, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσουμε τη δεύτερη μισή αντίδραση με έναν παράγοντα 4:

C -8e = C - αναγωγικός παράγοντας, οξειδώνεται

O +2е = O 4 οξειδωτικό μέσο, ανηγμένο

Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, ο οξειδωτικός παράγοντας δέχεται ηλεκτρόνια, μειώνοντας την οξειδωτική του κατάσταση και μειώνεται.

Ο αναγωγικός παράγοντας δίνει ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, αυξάνοντας την κατάσταση οξείδωσης του, οξειδώνεται.

1. Mikityuk A.D. Συλλογή προβλημάτων και ασκήσεων στη χημεία. 8-11 τάξεις / Α.Δ. Μικιτιούκ. - Μ.: Εκδοτικός οίκος. «Εξεταστική», 2009. (σελ.67)

2. Orzhekovsky P.A. Χημεία: 9η τάξη: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση εγκατάσταση / Π.Α. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Ποντάκ. - M.: AST: Astrel, 2007. (§22)

3. Ρουτζίτης Γ.Ε. Χημεία: ανόργανη. χημεία. Οργανο. χημεία: σχολικό βιβλίο. για την 9η τάξη. / Γ.Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. - M.: Education, OJSC “Moscow Textbooks”, 2009. (§5)

4. Khomchenko I.D. Συλλογή προβλημάτων και ασκήσεων στη χημεία για το λύκειο. - M.: RIA “New Wave”: Εκδότης Umerenkov, 2008. (σελ.54-55)

5. Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά. Τόμος 17. Χημεία / Κεφ. εκδ. V.A. Volodin, Ved. επιστημονικός εκδ. I. Leenson. - Μ.: Avanta+, 2003. (σελ. 70-77)

Πρόσθετοι πόροι ιστού

1. Μια ενοποιημένη συλλογή ψηφιακών εκπαιδευτικών πόρων (βιντεοεμπειρίες σχετικά με το θέμα) ().

2. Μια ενοποιημένη συλλογή ψηφιακών εκπαιδευτικών πόρων (διαδραστικές εργασίες για το θέμα) ().

3. Ηλεκτρονική έκδοση του περιοδικού «Chemistry and Life» ().

Εργασία για το σπίτι

1. Αρ. 10.40 - 10.42 από τη «Συλλογή προβλημάτων και ασκήσεων χημείας για το Λύκειο» του Ι.Γ. Khomchenko, 2η έκδ., 2008

2. Η συμμετοχή στην αντίδραση απλών ουσιών είναι σίγουρο σημάδι αντίδρασης οξειδοαναγωγής. Εξήγησε γιατί. Να γράψετε τις εξισώσεις για τις αντιδράσεις ένωσης, υποκατάστασης και αποσύνθεσης που περιλαμβάνουν οξυγόνο O 2 .