Ini termasuk tindak balas di mana bahan tindak balas menukar elektron, sambil mengubah keadaan pengoksidaan atom unsur-unsur yang membentuk bahan tindak balas.

Sebagai contoh:

Zn + 2H + → Zn 2+ + H 2 ,

FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O,

Sebahagian besar tindak balas kimia adalah redoks, mereka memainkan peranan yang sangat penting.

Pengoksidaan ialah proses menderma elektron daripada atom, molekul, atau ion.

Apabila atom mendermakan elektronnya, ia memperoleh cas positif:

Sebagai contoh:

Al - 3e - \u003d Al 3+

H 2 - 2e - \u003d 2H +

Apabila teroksida, keadaan pengoksidaan meningkat.

Jika ion bercas negatif (cas -1), contohnya Cl -, melepaskan 1 elektron, maka ia menjadi atom neutral:

2Cl - - 2e - \u003d Cl 2

Jika ion atau atom bercas positif melepaskan elektron, maka nilai cas positifnya meningkat mengikut bilangan elektron yang diberikan:

Fe 2+ - e - \u003d Fe 3+

Pengurangan ialah proses penambahan elektron kepada atom, molekul, atau ion.

Apabila atom mendapat elektron, ia menjadi ion bercas negatif:

Sebagai contoh:

Cl 2 + 2e- \u003d 2Cl -

S + 2e - \u003d S 2-

Jika ion bercas positif menerima elektron, maka casnya berkurangan:

Fe 3+ + e- \u003d Fe 2+

atau ia boleh pergi ke atom neutral:

Fe 2+ + 2e- = Fe 0

Agen pengoksidaan ialah atom, molekul, atau ion yang menerima elektron. Agen penurunan ialah atom, molekul, atau ion yang menderma elektron.

Agen pengoksidaan dikurangkan semasa tindak balas, manakala agen pengurangan dioksidakan.

Pengoksidaan sentiasa disertai dengan pengurangan, dan sebaliknya, pengurangan sentiasa dikaitkan dengan pengoksidaan, yang boleh dinyatakan dengan persamaan:

Agen pengurangan - e - ↔ Agen pengoksidaan

Pengoksida + e - ↔ Reduktor

Oleh itu, tindak balas redoks adalah perpaduan dua proses yang bertentangan - pengoksidaan dan pengurangan

Agen penurunan dan agen pengoksidaan yang paling penting

Pemulih

Pengoksida

Logam, hidrogen, arang batu Karbon monoksida(II) CO Hidrogen sulfida H 2 S, sulfur oksida (IV) SO 2, asid sulfur H 2 SO 3 dan garamnya Asid hidroiodik HI, asid hidrobromik HBr, asid hidroklorik HCl Timah (II) klorida SnCl 2, besi (II) sulfat FeSO 4, mangan (II) sulfat MnSO 4, kromium (III) sulfat Cr 2 (SO 4) 3 Asid nitrus HNO 2, ammonia NH 3, hidrazin N 2 H 4, nitrik oksida (II) NO Asid fosforus H 3 PO 3 Aldehid, alkohol, asid formik dan oksalik, glukosa katod dalam elektrolisis

Halogen Kalium permanganat KMnO 4 , kalium manganat K 2 MnO 4 , mangan (IV) oksida MnO 2 Kalium dikromat K 2 Cr 2 O 7 , kalium kromat K 2 CrO 4 Asid nitrik HNO 3 Oksigen O 2, ozon O 3, hidrogen peroksida H 2 O 2 Asid sulfurik H 2 SO 4 (conc.), Asid senik H 2 SeO 4 Kuprum (II) oksida CuO, perak (I) oksida Ag 2 O, plumbum (IV) oksida PbO 2 Ion logam mulia (Ag +, Au 3+, dll.) Besi(III) klorida FeCl 3 Hipoklorit, klorat dan perklorat Vodka diraja, campuran asid nitrik dan hidrofluorik pekat Anod dalam elektrolisis

Kaedah imbangan elektronik.

Untuk menyamakan OVR, beberapa kaedah digunakan, yang mana kami akan mempertimbangkan satu buat masa ini - kaedah baki elektronik.

Mari kita tulis persamaan tindak balas antara aluminium dan oksigen:

Al + O 2 \u003d Al 2 O 3

Jangan tertipu dengan kesederhanaan persamaan ini. Tugas kami adalah untuk memahami kaedah yang membolehkan anda menyamakan reaksi yang lebih kompleks pada masa hadapan.

Jadi, apakah kaedah baki elektronik? Keseimbangan adalah kesaksamaan. Oleh itu, adalah perlu untuk membuat bilangan elektron yang sama bahawa satu unsur memberi dan menerima unsur lain dalam tindak balas ini. Pada mulanya, jumlah ini kelihatan berbeza, seperti yang dapat dilihat daripada keadaan pengoksidaan aluminium dan oksigen yang berbeza:

Al 0 + O 2 0 \u003d Al 2 +3 O 3 -2

Aluminium menderma elektron (memperoleh keadaan pengoksidaan positif), dan oksigen menerima elektron (memperoleh keadaan pengoksidaan negatif). Untuk mendapatkan keadaan pengoksidaan +3, atom aluminium mesti melepaskan 3 elektron. Molekul oksigen, untuk bertukar menjadi atom oksigen dengan keadaan pengoksidaan -2, mesti menerima 4 elektron:

Al 0 - 3e- \u003d Al +3

O 2 0 + 4e- \u003d 2O -2

Agar bilangan elektron yang diberikan dan yang diterima menyamai, persamaan pertama mesti didarabkan dengan 4, dan yang kedua dengan 3. Untuk melakukan ini, cukup untuk menggerakkan nombor elektron yang diberikan dan diterima terhadap garis atas dan bawah. seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas.

Jika sekarang dalam persamaan sebelum agen pengurangan (Al) kita meletakkan pekali 4 yang kita temui, dan sebelum agen pengoksidaan (O 2) - pekali yang kita dapati 3, maka bilangan elektron yang diberikan dan diterima menyamai dan menjadi sama dengan 12 Imbangan elektronik dicapai. Dapat dilihat bahawa faktor 2 diperlukan sebelum hasil tindak balas Al 2 O 3. Sekarang persamaan tindak balas redoks disamakan:

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3

Semua kelebihan kaedah keseimbangan elektron ditunjukkan dalam kes yang lebih kompleks daripada pengoksidaan aluminium dengan oksigen.

Sebagai contoh, "potassium permanganate" yang terkenal - kalium permanganat KMnO 4 - ialah agen pengoksidaan yang kuat disebabkan oleh atom Mn dalam keadaan pengoksidaan +7. Malah anion klorin Cl memberikannya elektron, bertukar menjadi atom klorin. Ini kadangkala digunakan untuk menghasilkan gas klorin di makmal:

K + Mn +7 O 4 -2 + K + Cl - + H 2 SO 4 = Cl 2 0 + Mn +2 SO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Mari kita buat gambar rajah imbangan elektronik:

Mn +7 + 5e- = Mn +2

2Cl - - 2e- \u003d Cl 2 0

Dua dan lima adalah pekali utama persamaan, berkat yang memungkinkan untuk memilih semua pekali lain dengan mudah. Faktor 5 harus diletakkan sebelum Cl 2 (atau 2 × 5 \u003d 10 sebelum KCl), dan faktor 2 sebelum KMnO 4. Semua faktor lain terikat pada kedua faktor ini. Ini lebih mudah daripada hanya kekerasan.

2 KMnO 4 + 10KCl + 8H 2 SO 4 = 5 Cl 2 + 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O

Untuk menyamakan bilangan atom K (12 atom di sebelah kiri), adalah perlu untuk meletakkan pekali 6 di hadapan K 2 SO 4 di sebelah kanan persamaan. Akhir sekali, untuk menyamakan oksigen dan hidrogen, ia cukup untuk letakkan pekali 8 di hadapan H 2 SO 4 dan H 2 O. Kami mendapat persamaan dalam bentuk akhir.

Kaedah keseimbangan elektron, seperti yang kita lihat, tidak mengecualikan pemilihan pekali biasa dalam persamaan tindak balas redoks, tetapi ia boleh memudahkan pemilihan sedemikian dengan ketara.

Melukis persamaan untuk tindak balas kuprum dengan larutan paladium (II) nitrat. Kami menulis formula bahan awal dan akhir tindak balas dan menunjukkan perubahan dalam keadaan pengoksidaan:

dari mana ia mengikuti bahawa dengan agen penurunan dan agen pengoksidaan, pekali adalah sama dengan 1. Persamaan tindak balas akhir:

Cu + Pd(NO 3) 2 = Cu(NO 3) 2 + Pd

Seperti yang anda lihat, elektron tidak muncul dalam persamaan tindak balas keseluruhan.

Untuk memeriksa ketepatan persamaan yang dirumuskan, kita mengira bilangan atom setiap unsur di bahagian kanan dan kirinya. Sebagai contoh, di sebelah kanan terdapat 6 atom oksigen, di sebelah kiri juga terdapat 6 atom; paladium 1 dan 1; kuprum juga 1 dan 1. Ini bermakna persamaan itu betul.

Kami menulis semula persamaan ini dalam bentuk ionik:

Cu + Pd 2+ + 2NO 3 - = Cu 2+ + 2NO 3 - + Рd

Dan selepas penguncupan ion yang sama, kita dapat

Cu + Pd 2+ = Cu 2+ + Pd

Melukis persamaan tindak balas untuk interaksi mangan (IV) oksida dengan asid hidroklorik pekat

(menggunakan tindak balas ini, klorin diperoleh di makmal).

Kami menulis formula bahan awal dan akhir tindak balas:

HCl + MnO 2 → Cl 2 + MnCl 2 + H 2 O

Kami menunjukkan perubahan dalam keadaan pengoksidaan atom sebelum dan selepas tindak balas:

Tindak balas ini adalah redoks, kerana keadaan pengoksidaan atom klorin dan mangan berubah. HCl ialah agen penurunan, MnO 2 ialah agen pengoksida. Kami menyusun persamaan elektronik:

dan cari pekali bagi agen penurunan dan agen pengoksidaan. Mereka masing-masing bersamaan dengan 2 dan 1. Pekali 2 (dan bukan 1) ditetapkan kerana 2 atom klorin dengan keadaan pengoksidaan -1 memberikan 2 elektron. Pekali ini sudah ada dalam persamaan elektronik:

2HCl + MnO 2 → Cl 2 + MnCl 2 + H 2 O

Kami mencari pekali untuk bahan tindak balas lain. Ia boleh dilihat daripada persamaan elektronik bahawa 2 mol HCl menyumbang 1 mol MnO 2 . Walau bagaimanapun, memandangkan 2 mol asid lagi diperlukan untuk mengikat ion mangan bercas dua kali ganda yang terhasil, faktor 4 hendaklah ditetapkan di hadapan agen penurunan.Kemudian 2 mol air akan diperolehi. Persamaan akhir ialah

4HCl + MnO 2 \u003d Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O

Menyemak ketepatan menulis persamaan boleh dihadkan untuk mengira bilangan atom mana-mana satu unsur, contohnya klorin: di sebelah kiri 4 dan di sebelah kanan 2 + 2 = 4.

Oleh kerana persamaan tindak balas digambarkan dalam kaedah keseimbangan elektron dalam bentuk molekul, selepas penyusunan dan pengesahan, ia harus ditulis dalam bentuk ion.

Mari kita tulis semula persamaan dalam bentuk ionik:

4H + + 4Cl - + MnO 2 = Cl 2 + Mn 2 + + 2Cl - + 2H 2 O

dan selepas membatalkan ion yang sama dalam kedua-dua bahagian persamaan, kita dapat

4H + + 2Cl - + MnO 2 = Cl 2 + Mn 2 + + 2H 2 O

Merangka persamaan untuk tindak balas interaksi hidrogen sulfida dengan larutan kalium permanganat berasid.

Mari tulis skema tindak balas - formula bahan permulaan dan diperoleh:

H 2 S + KMnO 4 + H 2 SO 4 → S + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Kemudian kami menunjukkan perubahan dalam keadaan pengoksidaan atom sebelum dan selepas tindak balas:

Keadaan pengoksidaan atom sulfur dan mangan berubah (H 2 S ialah agen penurunan, KMnO 4 ialah agen pengoksidaan). Kami mengarang persamaan elektronik, i.e. kami menggambarkan proses mundur dan lampiran elektron:

Dan akhirnya, kita dapati pekali untuk agen pengoksidaan dan agen penurunan, dan kemudian untuk bahan tindak balas lain. Ia boleh dilihat daripada persamaan elektronik bahawa kita perlu mengambil 5 mol H 2 S dan 2 mol KMnO 4, kemudian kita mendapat 5 mol atom S dan 2 mol MnSO 4. Selain itu, daripada perbandingan atom-atom di sebelah kiri dan kanan persamaan, kita dapati bahawa 1 mol K 2 SO 4 dan 8 mol air juga terbentuk. Persamaan tindak balas akhir akan kelihatan seperti

5H 2 S + 2KMnO 4 + ZH 2 SO 4 \u003d 5S + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

Ketepatan penulisan persamaan disahkan dengan mengira atom satu unsur, seperti oksigen; di sebelah kiri terdapat 2 4 + 3 4 = 20 dan di sebelah kanan 2 4 + 4 + 8 = 20.

Kami menulis semula persamaan dalam bentuk ionik:

5H 2 S + 2MnO 4 - + 6H + = 5S + 2Mn 2+ + 8H 2 O

Telah diketahui bahawa persamaan tindak balas yang ditulis dengan betul ialah ungkapan undang-undang pemuliharaan jisim bahan. Oleh itu, bilangan atom yang sama dalam bahan awal dan hasil tindak balas mestilah sama. Caj juga mesti dijimatkan. Jumlah cas bahan tindak balas mestilah sentiasa sama dengan jumlah cas hasil tindak balas.

Kaedah keseimbangan elektron-ion adalah lebih serba boleh daripada kaedah keseimbangan elektron dan mempunyai kelebihan yang tidak dapat dinafikan dalam pemilihan pekali dalam banyak tindak balas redoks, khususnya, dengan penyertaan sebatian organik, di mana walaupun prosedur untuk menentukan keadaan pengoksidaan adalah sangat rumit.

Klasifikasi OVR

Terdapat tiga jenis utama tindak balas redoks:

1) Tindak balas pengoksidaan-penurunan antara molekul
(apabila agen pengoksidaan dan agen pengurangan adalah bahan yang berbeza);

2) Tindak balas ketidakkadaran
(apabila bahan yang sama boleh berfungsi sebagai agen pengoksidaan dan pengurangan);

3) Tindak balas pengoksidaan-pengurangan intramolekul
(apabila satu bahagian molekul bertindak sebagai agen pengoksidaan, dan satu lagi sebagai agen penurunan).>

Pertimbangkan contoh tindak balas tiga jenis.

1. Tindak balas pengurangan pengoksidaan antara molekul ialah semua tindak balas yang telah kita pertimbangkan dalam perenggan ini.
Mari kita pertimbangkan kes yang lebih rumit, apabila tidak semua agen pengoksida boleh digunakan dalam tindak balas, kerana sebahagian daripadanya terlibat dalam tindak balas pertukaran bukan redoks biasa:

Cu 0 + H + N +5 O 3 -2 = Cu +2 (N +5 O 3 -2) 2 + N +2 O -2 + H 2 O

Sebahagian daripada zarah NO 3 - mengambil bahagian dalam tindak balas sebagai agen pengoksidaan, memberikan oksida nitrik NO, dan sebahagian daripada ion NO 3 - tidak berubah melalui sebatian kuprum Cu(NO 3) 2 . Mari buat imbangan elektronik:

Cu 0 - 2e- \u003d Cu +2

N +5 + 3e- = N +2

Kami meletakkan pekali 3 yang dijumpai untuk kuprum di hadapan Cu dan Cu(NO 3) 2 . Tetapi pekali 2 hendaklah diletakkan hanya di hadapan NO, kerana semua nitrogen yang terdapat di dalamnya mengambil bahagian dalam tindak balas redoks. Adalah satu kesilapan untuk meletakkan faktor 2 di hadapan HNO 3, kerana bahan ini juga termasuk atom nitrogen yang tidak mengambil bahagian dalam pengurangan pengoksidaan dan merupakan sebahagian daripada produk Cu(NO 3) 2 (zarah NO 3). - di sini mereka kadang-kadang dipanggil "ion - pemerhati").

Pekali selebihnya dipilih tanpa kesukaran mengikut yang telah dijumpai:

3 Cu + 8HNO 3 \u003d 3 Cu (NO 3) 2 + 2 NO + 4H 2 O

2. Tindak balas ketakkadaran berlaku apabila molekul bahan yang sama dapat mengoksida dan mengurangkan antara satu sama lain. Ini menjadi mungkin jika bahan mengandungi dalam komposisi atom mana-mana unsur dalam keadaan pengoksidaan pertengahan.

Oleh itu, keadaan pengoksidaan boleh menurun dan meningkat. Sebagai contoh:

HN +3 O 2 \u003d HN +5 O 3 + N +2 O + H 2 O

Tindak balas ini boleh diwakili sebagai tindak balas antara HNO 2 dan HNO 2 sebagai agen pengoksidaan dan agen penurunan dan menggunakan kaedah keseimbangan elektron:

HN +3 O 2 + HN +3 O 2 = HN +5 O3 + N +2 O + H 2 O

N +3 - 2e- = N +5

N +3 + e- = N +2

Kami mendapat persamaan:

2HNO 2 + 1HNO 2 \u003d 1 HNO 3 + 2 NO + H 2 O

Atau, menambah tahi lalat HNO 2:

3HNO 2 \u003d HNO 3 + 2NO + H 2 O

Tindak balas pengoksidaan-penurunan intramolekul berlaku apabila atom pengoksidaan dan atom pengurangan berada bersebelahan dalam molekul. Mari kita pertimbangkan penguraian garam berthollet KClO 3 apabila dipanaskan:

KCl +5 O 3 -2 = KCl - + O 2 0

Persamaan ini juga mematuhi keperluan baki elektronik:

Cl +5 + 6e- = Cl-

2O -2 - 2e- \u003d O 2 0

Di sini timbul kesukaran - yang manakah antara dua pekali yang ditemui harus diletakkan di hadapan KClO 3 - lagipun, molekul ini mengandungi kedua-dua agen pengoksidaan dan agen penurunan?

Dalam kes sedemikian, pekali yang ditemui diletakkan di hadapan produk:

KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2

Kini jelas bahawa KClO 3 mesti didahului oleh faktor 2.

2KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2

Tindak balas intramolekul penguraian garam Berthollet apabila dipanaskan digunakan dalam penghasilan oksigen di makmal.

Kaedah separuh tindak balas

Seperti yang ditunjukkan oleh namanya, kaedah ini adalah berdasarkan kompilasi persamaan ionik untuk proses pengoksidaan dan proses pengurangan, diikuti dengan penjumlahan mereka ke dalam persamaan am.
Sebagai contoh, mari kita tulis persamaan untuk tindak balas yang sama yang digunakan dalam menerangkan kaedah keseimbangan elektron.
Apabila hidrogen sulfida H 2 S disalurkan melalui larutan berasid kalium permanganat KMnO 4, warna merah lembap hilang dan larutan menjadi keruh.
Pengalaman menunjukkan bahawa kekeruhan larutan berlaku akibat pembentukan unsur sulfur, i.e. aliran proses:

H 2 S → S + 2H +

Skim ini disamakan dengan bilangan atom. Untuk menyamakan dengan bilangan caj, dua elektron mesti ditolak dari sebelah kiri litar, selepas itu anak panah boleh digantikan dengan tanda yang sama:

H 2 S - 2e - \u003d S + 2H +

Ini adalah separuh tindak balas pertama - proses pengoksidaan agen penurunan H 2 S.

Perubahan warna larutan dikaitkan dengan peralihan ion MnO 4 - (ia mempunyai warna merah) kepada ion Mn 2+ (secara praktikal tidak berwarna dan hanya pada kepekatan tinggi mempunyai warna merah jambu sedikit), yang boleh dinyatakan dengan skim itu

MnO 4 - → Mn 2+

Dalam larutan berasid, oksigen, yang merupakan sebahagian daripada ion MnO 4, bersama-sama dengan ion hidrogen, akhirnya membentuk air. Oleh itu, proses peralihan ditulis seperti berikut:

MnO 4 - + 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O

Untuk menggantikan anak panah dengan tanda yang sama, caj juga mesti disamakan. Oleh kerana bahan awal mempunyai tujuh cas positif (7+), dan bahan akhir mempunyai dua cas positif (2+), maka untuk memenuhi syarat pemuliharaan cas, lima elektron mesti ditambah ke sebelah kiri skema:

MnO 4 - + 8H + + 5e - \u003d Mn 2+ + 4H 2 O

Ini adalah tindak balas separuh kedua - proses pengurangan agen pengoksidaan, i.e. ion permanganat

Untuk menyusun persamaan tindak balas am, adalah perlu untuk menambah persamaan separuh tindak balas sebutan demi sebutan, setelah sebelumnya menyamakan bilangan elektron yang diberikan dan diterima. Dalam kes ini, mengikut peraturan untuk mencari gandaan terkecil, faktor yang sepadan ditentukan dengan mana persamaan separuh tindak balas didarab. Secara ringkas, entri adalah seperti berikut:

Dan, setelah dikurangkan sebanyak 10H + , akhirnya kita dapat

5H 2 S + 2MnO 4 - + 6H + = 5S + 2Mn 2+ + 8H 2 O

Kami menyemak ketepatan persamaan yang disusun dalam bentuk ionik: bilangan atom oksigen di sebelah kiri ialah 8, di sebelah kanan 8; bilangan caj: di sebelah kiri (2-)+(6+) = 4+, di sebelah kanan 2(2+) = 4+. Persamaan adalah betul kerana atom dan cas adalah sama.

Kaedah separuh tindak balas digunakan untuk menyusun persamaan tindak balas dalam bentuk ion. Untuk beralih daripadanya kepada persamaan dalam bentuk molekul, kita meneruskan seperti berikut: di sebelah kiri persamaan ionik, kita memilih kation yang sepadan untuk setiap anion, dan anion untuk setiap kation. Kemudian kami menulis ion yang sama dalam nombor yang sama di sebelah kanan persamaan, selepas itu kami menggabungkan ion menjadi molekul:

Oleh itu, perumusan persamaan tindak balas redoks menggunakan kaedah separuh tindak balas membawa kepada keputusan yang sama seperti kaedah keseimbangan elektron.

Mari bandingkan kedua-dua kaedah. Kelebihan kaedah separuh tindak balas berbanding kaedah keseimbangan elektron ialah bahawa ia tidak menggunakan ion hipotesis, tetapi yang nyata. Sebenarnya, tiada ion dalam larutan, tetapi terdapat ion.

Dengan kaedah separuh tindak balas, tidak perlu mengetahui keadaan pengoksidaan atom.

Menulis persamaan separuh tindak balas ionik yang berasingan adalah perlu untuk memahami proses kimia dalam sel galvanik dan semasa elektrolisis. Dengan kaedah ini, peranan persekitaran sebagai peserta aktif dalam keseluruhan proses dapat dilihat. Akhirnya, apabila menggunakan kaedah separuh tindak balas, tidak perlu mengetahui semua bahan yang terhasil, ia muncul dalam persamaan tindak balas apabila memperolehnya. Oleh itu, kaedah separuh tindak balas harus diutamakan dan digunakan dalam penyediaan persamaan untuk semua tindak balas redoks yang berlaku dalam larutan akueus.

Reaksi redoks - tindak balas yang berlaku dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur.

Pengoksidaan- proses menderma elektron oleh atom

Pemulihan- proses menerima elektron oleh atom

Agen pengurangan unsur yang menderma elektron

Agen pengoksidaan- unsur yang menerima elektron

Untuk idea visual, tetapi ringkas tentang sebab-sebab perubahan dalam caj unsur, mari kita beralih kepada angka:

Atom ialah zarah neutral elektrik. Oleh itu, bilangan proton adalah sama dengan bilangan elektron

Jika unsur menderma elektron, casnya berubah. Ia menjadi bercas positif (jika ia menerima, sebaliknya, negatif)

Itu. cas sesuatu unsur dipengaruhi oleh bilangan elektron yang diberi atau diterima

I. Melukis persamaan tindak balas redoks

1. Tuliskan skema tindak balas

Na + Cl 2 -> NaCl

2. Kami menyusun keadaan pengoksidaan unsur-unsur:

Na 0 + Cl 2 0 -> Na + Cl -

3. Kami menulis unsur-unsur yang telah mengubah keadaan pengoksidaan dan menentukan bilangan elektron yang didermakan / diterima:

Na 0 -1e -> Na +

Cl 2 + 2e -> 2Cl -

4. Cari gandaan sepunya terkecil bagi nombor elektron yang diberi dan terikat:

Itu. kami mendapat pekali yang diperlukan

5. Susun pekali:

2Na 0 + Cl 2 0 -> 2Na + Cl -

Pengoksida adalah zarah (atom, molekul, atau ion) yang menerima elektron semasa tindak balas kimia. Dalam kes ini, keadaan pengoksidaan agen pengoksidaan turun bawah. Pada masa yang sama, pengoksida sedang pulih.

Pemulih adalah zarah (atom, molekul, atau ion) yang menderma elektron semasa tindak balas kimia. Dalam kes ini, keadaan pengoksidaan agen pengurangan naik. Pada masa yang sama, pemulih teroksida.

Bahan kimia boleh dibahagikan kepada pengoksida biasa, agen pengurangan biasa, dan bahan yang mungkin mempamerkan kedua-dua sifat pengoksidaan dan pengurangan. Sesetengah bahan secara praktikal tidak menunjukkan aktiviti redoks.

Kepada pengoksida biasa termasuk:

• bahan mudah - bukan logam dengan sifat pengoksidaan terkuat (fluorin F 2, oksigen O 2, klorin Cl 2);
• ionlogam atau bukan logam Dengan keadaan pengoksidaan positif tinggi (biasanya lebih tinggi). : asid (HN +5 O 3, HCl +7 O 4), garam (KN +5 O 3, KMn +7 O 4), oksida (S +6 O 3, Cr +6 O 3)
• sebatian yang mengandungi beberapa kation logam mempunyai keadaan pengoksidaan yang tinggi: Pb 4+ , ​​​​Fe 3+ , Au 3+ dsb.

Ejen pengurangan biasa biasanya ialah:

• bahan mudah - logam(mengurangkan kebolehan logam ditentukan oleh satu siri aktiviti elektrokimia);
• bahan kompleks yang mengandungi atom atau ion bukan logam dengan keadaan pengoksidaan negatif (biasanya lebih rendah).: sebatian hidrogen binari (H 2 S, HBr), garam asid bebas oksigen (K 2 S, NaI);
• beberapa sebatian yang mengandungi kation dengan keadaan pengoksidaan positif terendah(Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+), yang, menderma elektron, boleh meningkatkan keadaan pengoksidaan mereka;
• sebatian yang mengandungi ion kompleks, terdiri daripada bukan logam dengan keadaan pengoksidaan positif perantaraan(S +4 O 3) 2–, (НР +3 O 3) 2– , di mana unsur boleh, dengan menderma elektron, meningkatkan keadaan pengoksidaan positifnya.

Kebanyakan bahan lain boleh menunjukkan kedua-dua sifat pengoksidaan dan pengurangan.

Agen pengoksidaan dan penurun biasa ditunjukkan dalam jadual.

Dalam amalan makmal yang paling biasa digunakan adalah seperti berikut pengoksida :

kalium permanganat (KMnO 4);

kalium dikromat (K 2 Cr 2 O 7);

asid nitrik (HNO 3);

asid sulfurik pekat (H 2 SO 4);

hidrogen peroksida (H 2 O 2);

oksida mangan (IV) dan plumbum (IV) (MnO 2 , PbO 2);

kalium nitrat cair (KNO 3) dan mencairkan beberapa nitrat lain.

Kepada pengurang yang berlaku dalam amalan makmal kaitkan:

• magnesium (Mg), aluminium (Al), zink (Zn) dan logam aktif lain;
• hidrogen (H 2) dan karbon (C);
• kalium iodida (KI);
• natrium sulfida (Na 2 S) dan hidrogen sulfida (H 2 S);
• natrium sulfit (Na 2 SO 3);
• timah klorida (SnCl 2).

Klasifikasi tindak balas redoks

Tindak balas redoks biasanya dibahagikan kepada empat jenis: tindak balas antara molekul, intramolekul, tindak balas disproportionation (pengoksidaan-pengurangan sendiri), dan tindak balas tidak seimbang.

Tindak balas antara molekul meneruskan dengan perubahan dalam tahap pengoksidaan elemen yang berbeza daripada reagen yang berbeza. Pada masa yang sama, mereka membentuk pelbagai produk pengoksidaan dan pengurangan .

2Al0 + Fe +3 2 O 3 → Al +3 2 O 3 + 2Fe 0,

C 0 + 4HN +5 O 3 (conc) = C +4 O 2 + 4N +4 O 2 + 2H 2 O.

Tindak balas intramolekul adalah tindak balas di mana elemen yang berbeza daripada satu reagen berpindah ke produk yang berbeza seperti:

(N -3 H 4) 2 Cr+6 2 O 7 → N 2 0 + Cr +3 2 O 3 + 4 H 2 O,

2 NaN +5 O -2 3 → 2 NaN +3 O 2 + O 0 2 .

Tindak balas ketidakkadaran (pengoksidaan diri-penyembuhan diri) - ini adalah tindak balas di mana agen pengoksidaan dan agen penurunan - unsur yang sama dari reagen yang sama, yang masuk ke produk yang berbeza:

3Br 2 + 6 KOH → 5KBr + KBrO 3 + 3 H 2 O,

Perkadaran semula (perkadaran, tidak seimbang ) ialah tindak balas di mana agen pengoksida dan agen penurunan adalah unsur yang sama, Yang mana satu reagen yang berbeza masuk ke dalam satu produk. Tindak balas songsang kepada ketidakkadaran.

2H 2 S -2 + S + 4 O 2 \u003d 3S + 2H 2 O

Peraturan asas untuk menyusun tindak balas redoks

Tindak balas redoks disertai dengan proses pengoksidaan dan pengurangan:

Pengoksidaan ialah proses menderma elektron oleh agen penurunan.

Pemulihan ialah proses menambah elektron kepada agen pengoksidaan.

Agen pengoksidaan semakin pulih, dan agen pengurangan teroksida .

Dalam tindak balas redoks, imbangan elektronik: Bilangan elektron yang didermakan oleh agen penurunan adalah sama dengan bilangan elektron yang diterima oleh agen pengoksidaan. Jika baki dibuat secara salah, anda tidak akan dapat membuat OVR yang kompleks.

Beberapa kaedah untuk menyusun tindak balas redoks (ORR) digunakan: kaedah keseimbangan elektron, kaedah keseimbangan ion elektron (kaedah tindak balas separuh), dan lain-lain.

Pertimbangkan secara terperinci kaedah imbangan elektronik .

Ia agak mudah untuk "mengenali" OVR - cukup untuk mengatur keadaan pengoksidaan dalam semua sebatian dan menentukan bahawa atom mengubah keadaan pengoksidaan:

K + 2 S -2 + 2K + Mn +7 O -2 4 = 2K + 2 Mn +6 O -2 4 + S 0

Kami menulis secara berasingan atom unsur-unsur yang mengubah keadaan pengoksidaan, dalam keadaan SEBELUM tindak balas dan SELEPAS tindak balas.

Keadaan pengoksidaan diubah oleh atom mangan dan sulfur:

S -2 -2e = S 0

Mn +7 + 1e = Mn +6

Mangan menyerap 1 elektron, sulfur menderma 2 elektron. Pada masa yang sama, adalah perlu untuk mematuhi imbangan elektronik. Oleh itu, adalah perlu untuk menggandakan bilangan atom mangan, dan membiarkan bilangan atom sulfur tidak berubah. Kami menunjukkan pekali keseimbangan sebelum reagen dan sebelum produk!

Skim untuk menyusun persamaan OVR menggunakan kaedah imbangan elektronik:

Perhatian! Terdapat beberapa agen pengoksidaan atau pengurangan dalam tindak balas. Baki mesti dibuat supaya JUMLAH bilangan elektron yang diberi dan diterima adalah sama.

Corak umum tindak balas redoks

Produk tindak balas redoks selalunya bergantung kepada keadaan proses. Pertimbangkan faktor utama yang mempengaruhi perjalanan tindak balas redoks.

Faktor penentu yang paling jelas ialah medium larutan tindak balas - . Sebagai peraturan (tetapi tidak semestinya), bahan yang menentukan medium disenaraikan di antara reagen. Pilihan berikut adalah mungkin:

• aktiviti oksidatif bertambah kuat dalam persekitaran yang lebih berasid dan oksidan berkurangan dengan lebih mendalam(contohnya, kalium permanganat, KMnO 4, di mana Mn +7 dikurangkan kepada Mn +2 dalam persekitaran berasid, dan kepada Mn +6 dalam persekitaran beralkali);
• aktiviti oksidatif bertambah kuat dalam persekitaran yang lebih beralkali, dan agen pengoksidaan dikurangkan dengan lebih mendalam (contohnya, kalium nitrat KNO 3, di mana N +5, apabila berinteraksi dengan agen penurunan dalam medium alkali, dikurangkan kepada N -3);
• atau agen pengoksidaan boleh dikatakan tidak tertakluk kepada perubahan dalam persekitaran.

Medium tindak balas membolehkan untuk menentukan komposisi dan bentuk kewujudan produk OVR yang tinggal. Prinsip asasnya ialah produk terbentuk yang tidak berinteraksi dengan reagen!

Catatan! E Jika medium larutan berasid, maka bes dan oksida asas tidak boleh hadir di antara hasil tindak balas, kerana mereka berinteraksi dengan asid. Sebaliknya, dalam medium alkali, pembentukan asid dan asid oksida dikecualikan. Ini adalah salah satu kesilapan yang paling biasa, dan paling teruk.

Juga, arah aliran OVR dipengaruhi oleh sifat bahan tindak balas. Sebagai contoh, semasa interaksi asid nitrik HNO 3 dengan agen penurunan, corak diperhatikan - semakin besar aktiviti agen penurunan, semakin banyak nitrogen N + 5 dikurangkan.

Dengan peningkatan suhu kebanyakan OVR cenderung lebih sengit dan lebih mendalam.

Dalam tindak balas heterogen, komposisi produk sering dipengaruhi oleh kehalusan pepejal itu . Sebagai contoh, zink serbuk dengan asid nitrik membentuk satu produk, manakala zink berbutir membentuk produk yang sama sekali berbeza. Semakin tinggi tahap pengisaran reagen, semakin besar aktivitinya, selalunya.

Pertimbangkan pengoksida makmal yang paling tipikal.

Skim asas tindak balas redoks

Skim untuk pemulihan permanganat

Permanganat mengandungi agen pengoksida yang kuat - mangan dalam keadaan pengoksidaan +7. Garam mangan +7 warnakan larutan ungu Warna.

Permanganat, bergantung kepada medium penyelesaian tindak balas, dikurangkan dengan cara yang berbeza.

AT persekitaran berasid pemulihan lebih mendalam Mn2+. Mangan oksida dalam keadaan pengoksidaan +2 mempamerkan sifat asas, oleh itu, dalam persekitaran berasid garam terbentuk. Garam mangan +2 tidak berwarna. AT larutan neutral mangan dipulihkan kepada tahap pengoksidaan +4 , dengan pendidikan oksida amfoterik MnO 2 — coklat sedimen tidak larut dalam asid dan alkali. AT beralkali persekitaran, mangan dikurangkan secara minimum - kepada yang terdekat keadaan pengoksidaan +6 . Sebatian mangan +6 mempamerkan sifat berasid, dalam medium alkali mereka membentuk garam - manganat. Manganat memberikan penyelesaiannya pewarna hijau .

Pertimbangkan interaksi kalium permanganat KMnO 4 dengan kalium sulfida dalam media berasid, neutral dan beralkali. Dalam tindak balas ini, hasil pengoksidaan ion sulfida ialah S 0 .

5 K 2 S + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 \u003d 5 S + 2 MnSO 4 + 6 K 2 SO 4 + 8 H 2 O,

3 K 2 S + 2 KMnO 4 + 4 H 2 O = 2 MnO 2 ↓ + 3 S↓ + 8 KOH,

Kesilapan biasa dalam tindak balas ini ialah petunjuk interaksi sulfur dan alkali dalam produk tindak balas. Walau bagaimanapun, sulfur berinteraksi dengan alkali dalam keadaan yang agak keras (suhu tinggi), yang tidak sepadan dengan keadaan untuk tindak balas ini. Dalam keadaan biasa, adalah betul untuk menunjukkan secara berasingan sulfur dan alkali molekul secara berasingan, dan bukan hasil interaksi mereka.

K 2 S + 2 KMnO 4 - (KOH) \u003d 2 K 2 MnO 4 + S ↓

Kesukaran juga timbul semasa menyusun tindak balas ini. Hakikatnya ialah dalam kes ini, menulis molekul medium (KOH atau alkali lain) dalam reagen tidak diperlukan untuk menyamakan tindak balas. Alkali mengambil bahagian dalam tindak balas dan menentukan produk pengurangan kalium permanganat, tetapi bahan tindak balas dan produk disamakan walaupun tanpa penyertaannya. Paradoks yang kelihatan ini boleh diselesaikan dengan mudah jika kita ingat bahawa tindak balas kimia hanyalah tatatanda bersyarat yang tidak menunjukkan setiap proses yang sedang berjalan, tetapi hanya gambaran jumlah semua proses. Bagaimana untuk menentukannya sendiri? Jika anda bertindak mengikut skema klasik - pekali imbangan-imbangan - penyamaan logam, maka anda akan melihat bahawa logam disamakan dengan pekali keseimbangan, dan kehadiran alkali di sebelah kiri persamaan tindak balas akan berlebihan.

Permanganat mengoksida:

• bukan logam dengan keadaan pengoksidaan negatif kepada bahan mudah (dengan keadaan pengoksidaan 0), pengecualian — fosforus, arsenik - sehingga +5 ;
• bukan logam dengan keadaan pengoksidaan pertengahan kepada tahap pengoksidaan tertinggi;
• logam aktif positif stabil tahap pengoksidaan logam.

KMnO 4 + NeMe (d.d. terendah) = NeMe 0 + produk lain

KMnO 4 + NeMe (s.o. perantaraan) = NeMe (s.o. lebih tinggi) + produk lain

KMnO 4 + Saya 0 = Saya (s.d. stabil) + produk lain

KMnO 4 + P -3, As -3 = P +5, As +5 + produk lain

Skim Pemulihan Chromate/Bichromate

Ciri kromium dengan valensi VI ialah ia membentuk 2 jenis garam dalam larutan akueus: kromat dan bikromat, bergantung kepada medium larutan. Kromat logam aktif (contohnya, K 2 CrO 4) ialah garam yang stabil dalam beralkali persekitaran. Dikromat (bichromates) logam aktif (contohnya, K 2 Cr 2 O 7) - garam, stabil dalam persekitaran berasid .

Sebatian kromium(VI) dikurangkan kepada sebatian kromium(III). . Sebatian kromium Cr +3 adalah amfoterik, dan bergantung kepada medium larutan, ia wujud dalam larutan dalam pelbagai bentuk: dalam medium berasid dalam bentuk garam(sebatian amfoterik membentuk garam apabila berinteraksi dengan asid), dalam medium neutral - tidak larut amfoterik kromium (III) hidroksida Cr(OH) 3 , dan dalam persekitaran beralkali, sebatian kromium (III) terbentuk garam kompleks, sebagai contoh, potassium hexahydroxochromate (III) K 3 .

Sebatian kromium VI mengoksida:

• bukan logam dalam keadaan pengoksidaan negatif kepada bahan mudah (dengan keadaan pengoksidaan 0), pengecualian — fosforus, arsenik - sehingga +5;
• bukan logam dalam keadaan pengoksidaan pertengahan kepada tahap pengoksidaan tertinggi;
• logam aktif daripada bahan mudah (titik pengoksidaan 0) kepada sebatian dengan positif stabil tahap pengoksidaan logam.

Kromat/bichromate + neMe (negatif d.d.) = neMe 0 + produk lain

Kromat/bichromate + NeMe (s.d. positif pertengahan) = NeMe (s.d. tertinggi) + produk lain

Chromate / bichromate + Me 0 \u003d Me (s.d. stabil) + produk lain

Kromat/dikromat + P, As (d.d. negatif) = P, As +5 + produk lain

Penguraian nitrat

Garam nitrat mengandungi nitrogen dalam keadaan pengoksidaan +5 - kuat agen pengoksidaan. Nitrogen tersebut boleh mengoksidakan oksigen (O -2). Ini berlaku apabila nitrat dipanaskan. Dalam kes ini, dalam kebanyakan kes, oksigen dioksidakan kepada keadaan pengoksidaan 0, i.e. sebelum ini molekul oksigen O2 .

Bergantung pada jenis logam yang membentuk garam, pelbagai produk terbentuk semasa penguraian terma (suhu) nitrat: jika logam aktif(dalam siri aktiviti elektrokimia ialah kepada magnesium), kemudian nitrogen dikurangkan kepada keadaan pengoksidaan +3, dan apabila penguraian garam nitrit dan oksigen molekul terbentuk .

Sebagai contoh:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2 .

Logam aktif berlaku di alam semula jadi dalam bentuk garam (KCl, NaCl).

Jika logam berada dalam siri aktiviti elektrokimia di sebelah kanan magnesium dan di sebelah kiri kuprum (termasuk magnesium dan kuprum) , maka penguraian menghasilkan oksida logam dalam keadaan pengoksidaan yang stabil, nitrik oksida (IV)(gas perang) dan oksigen. Oksida logam juga terbentuk semasa penguraian litium nitrat .

Sebagai contoh, penguraian zink nitrat:

2Zn(NO 3) 2 → 2ZnO + 4NO 2 + O 2.

Logam aktiviti sederhana paling kerap dijumpai di alam semula jadi dalam bentuk oksida (Fe 2 O 3, Al 2 O 3, dll.).

ion logam, terletak dalam siri aktiviti elektrokimia di sebelah kanan tembaga adalah agen pengoksidaan yang kuat. Pada penguraian nitrat mereka, seperti N +5, mengambil bahagian dalam pengoksidaan oksigen, dan dikurangkan kepada bahan mudah, i.e. logam terbentuk dan gas dibebaskan nitrik oksida (IV) dan oksigen .

Sebagai contoh, penguraian perak nitrat:

2AgNO 3 → 2Ag + 2NO 2 + O 2 .

Logam tidak aktif berlaku di alam semula jadi dalam bentuk bahan mudah.

Beberapa pengecualian!

Penguraian ammonium nitrat :

Dalam molekul ammonium nitrat terdapat kedua-dua agen pengoksidaan dan agen penurunan: nitrogen dalam keadaan pengoksidaan -3 hanya menunjukkan sifat pengurangan, nitrogen dalam keadaan pengoksidaan +5 hanya mengoksida.

Apabila dipanaskan, ammonium nitrat mereput. Pada suhu sehingga 270 o C, nitrik oksida (I)("gas ketawa") dan air:

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O

Ini adalah contoh tindak balas tidak seimbang .

Keadaan pengoksidaan nitrogen yang terhasil ialah min aritmetik bagi keadaan pengoksidaan atom nitrogen dalam molekul asal.

Pada suhu yang lebih tinggi, nitrik oksida (I) terurai menjadi bahan ringkas - nitrogen dan oksigen:

2NH 4 NO 3 → 2N 2 + O 2 + 4H 2 O

Pada penguraian ammonium nitrit NH4NO2 counter-disproportionation juga berlaku.

Keadaan pengoksidaan nitrogen yang terhasil juga sama dengan min aritmetik bagi keadaan pengoksidaan atom nitrogen awal - agen pengoksida N +3 dan agen penurunan N -3

NH 4 NO 2 → N 2 + 2H 2 O

Penguraian terma mangan(II) nitrat disertai dengan pengoksidaan logam:

Mn(NO 3) 2 \u003d MnO 2 + 2NO 2

Besi(II) nitrat pada suhu rendah ia terurai kepada oksida besi (II), apabila dipanaskan, besi teroksida kepada keadaan pengoksidaan +3:

2Fe(NO 3) 2 → 2FeO + 4NO 2 + O 2 pada 60°C
4Fe(NO 3) 2 → 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 pada >60°C

Nikel(II) nitrat terurai kepada nitrit apabila dipanaskan.

Sifat pengoksidaan asid nitrik

Asid nitrik HNO 3 apabila berinteraksi dengan logam secara praktikal tidak pernah membentuk hidrogen , tidak seperti kebanyakan asid mineral.

Ini disebabkan oleh fakta bahawa asid mengandungi agen pengoksidaan yang sangat kuat - nitrogen dalam keadaan pengoksidaan +5. Apabila berinteraksi dengan agen pengurangan - logam, pelbagai produk pengurangan nitrogen terbentuk.

Asid nitrik + logam \u003d garam logam + produk pengurangan nitrogen + H 2 O

Asid nitrik boleh ditukar menjadi nitrik oksida (IV) NO 2 (N +4); nitrik oksida (II) NO (N +2); nitrik oksida (I) N 2 O ("gas ketawa"); nitrogen molekul N 2 ; ammonium nitrat NH 4 NO 3. Sebagai peraturan, campuran produk dibentuk dengan dominasi salah satunya. Nitrogen dikurangkan dalam kes ini kepada keadaan pengoksidaan daripada +4 kepada -3. Kedalaman pemulihan bergantung terutamanya oleh agen pengurangan semula jadi dan daripada kepekatan asid nitrik . Inilah cara peraturan berfungsi: semakin rendah kepekatan asid dan semakin tinggi aktiviti logam, semakin banyak elektron nitrogen yang diterima, dan semakin banyak produk terkurang terbentuk..

Sesetengah corak akan membolehkan anda menentukan dengan betul produk utama pengurangan asid nitrik oleh logam dalam tindak balas:

• dalam tindakan asid nitrik yang sangat cair pada logam biasanya terbentuk ammonium nitrat NH 4 NO 3 ;

Sebagai contoh, interaksi zink dengan asid nitrik yang sangat cair:

4Zn + 10HNO 3 = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

• asid nitrik pekat dalam kesejukan pasif beberapa logam - kromium Cr, aluminium Al dan besi Fe . Apabila larutan dipanaskan atau dicairkan, tindak balas diteruskan;

pasif logam - ini adalah pemindahan permukaan logam kepada keadaan tidak aktif disebabkan oleh pembentukan lapisan nipis sebatian lengai pada permukaan logam, dalam kes ini terutamanya oksida logam, yang tidak bertindak balas dengan asid nitrik pekat

• Asid nitrik tidak bertindak balas dengan logam subkumpulan platinum — emas Au, platinum Pt, dan paladium Pd;

• apabila berinteraksi asid pekat dengan logam tidak aktif dan logam aktiviti sederhana nitrik asid dikurangkan kepada nitrik oksida (IV) NO 2 ;

Sebagai contoh, pengoksidaan kuprum dengan asid nitrik pekat:

Cu + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

• apabila berinteraksi asid nitrik pekat dengan logam aktif terbentuk nitrogen oksida (I) N 2 O ;

Sebagai contoh, pengoksidaan natrium tertumpu asid nitrik:

Na + 10HNO 3 \u003d 8NaNO 3 + N 2 O + 5H 2 O

• apabila berinteraksi mencairkan asid nitrik dengan logam tidak aktif (dalam siri aktiviti di sebelah kanan hidrogen) asid dikurangkan kepada nitrik oksida (II) NO ;
• apabila berinteraksi mencairkan asid nitrik dengan logam aktiviti perantaraan sama ada nitrik oksida (II) NO, atau nitrik oksida N 2 O, atau nitrogen molekul N 2 - bergantung kepada faktor tambahan (aktiviti logam, tahap pengisaran logam, tahap pencairan asid, suhu).
• apabila berinteraksi mencairkan asid nitrik dengan logam aktif terbentuk nitrogen molekul N 2 .

Untuk penentuan anggaran produk pengurangan asid nitrik dalam interaksi dengan logam yang berbeza, saya mencadangkan untuk menggunakan prinsip bandul. Faktor utama yang mengubah kedudukan bandul ialah kepekatan asid dan aktiviti logam. Untuk memudahkan, kami menggunakan 3 jenis kepekatan asid: pekat (lebih daripada 30%), cair (30% atau kurang), sangat cair (kurang daripada 5%). Kami membahagikan logam mengikut aktiviti kepada aktif (sebelum aluminium), aktiviti sederhana (dari aluminium kepada hidrogen) dan tidak aktif (selepas hidrogen). Produk pengurangan asid nitrik disusun dalam susunan menurun bagi tahap pengoksidaan:

NO2; TIDAK; N 2 O; N 2 ; NH4NO3

Semakin aktif logam, semakin kita bergerak ke kanan. Semakin besar kepekatan atau semakin rendah pencairan asid, semakin banyak kita beralih ke kiri.

Sebagai contoh , asid pekat dan kuprum logam tidak aktif Cu berinteraksi. Oleh itu, kita beralih ke kedudukan paling kiri, nitrik oksida (IV), kuprum nitrat dan air terbentuk.

Interaksi logam dengan asid sulfurik

Asid sulfurik cair berinteraksi dengan logam seperti asid mineral biasa. Itu. berinteraksi dengan logam yang terletak dalam satu siri voltan elektrokimia sehingga hidrogen. Agen pengoksidaan di sini ialah ion H +, yang dikurangkan kepada molekul hidrogen H 2. Dalam kes ini, logam dioksidakan, sebagai peraturan, kepada minimum tahap pengoksidaan.

Sebagai contoh:

Fe + H 2 SO 4 (razb) \u003d FeSO 4 + H 2

berinteraksi dengan logam yang berdiri dalam satu siri voltan sebelum dan selepas hidrogen.

H 2 SO 4 (conc) + logam \u003d garam logam + hasil pengurangan sulfur (SO 2, S, H 2 S) + air

Apabila asid sulfurik pekat berinteraksi dengan logam, garam logam (dalam keadaan pengoksidaan yang stabil), air dan hasil pengurangan sulfur terbentuk - sulfur dioksida S +4 O 2, sulfur molekul S atau hidrogen sulfida H 2 S -2, bergantung pada tahap kepekatan, aktiviti logam, tahap pengisarannya, suhu, dsb. Apabila asid sulfurik pekat berinteraksi dengan logam, hidrogen molekul tidak terbentuk!

Prinsip asas interaksi asid sulfurik pekat dengan logam:

1. asid sulfurik pekat pasif aluminium, krom, besi pada suhu bilik, atau dalam keadaan sejuk;

2. asid sulfurik pekat tidak berinteraksi Dengan emas, platinum dan paladium ;

3. DARI logam tidak aktif asid sulfurik pekat pulih ke sulfur oksida (IV).

Sebagai contoh, kuprum teroksida dengan asid sulfurik pekat:

Cu 0 + 2H 2 S +6 O 4 (conc) = Cu +2 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O

4. Apabila berinteraksi dengan logam aktif dan zink bentuk asid sulfurik pekatsulfur S atau hidrogen sulfida H 2 S 2- (bergantung kepada suhu, tahap pengisaran dan aktiviti logam).

Sebagai contoh , interaksi asid sulfurik pekat dengan zink:

8Na 0 + 5H 2 S +6 O 4(conc) → 4Na 2 + SO 4 + H 2 S — 2 + 4H2O

Hidrogen peroksida

Hidrogen peroksida H 2 O 2 mengandungi oksigen dalam keadaan pengoksidaan -1. Oksigen sedemikian boleh meningkatkan dan mengurangkan keadaan pengoksidaan. Oleh itu, hidrogen peroksida mempamerkan kedua-dua sifat pengoksidaan dan pengurangan.

Apabila berinteraksi dengan agen penurun, hidrogen peroksida mempamerkan sifat agen pengoksidaan, dan dikurangkan kepada keadaan pengoksidaan -2. Sebagai peraturan, hasil pengurangan hidrogen peroksida adalah air atau ion hidroksida, bergantung kepada keadaan tindak balas. Sebagai contoh:

S +4 O 2 + H 2 O 2 -1 → H 2 S +6 O 4 -2

Apabila berinteraksi dengan agen pengoksidaan, peroksida dioksidakan kepada oksigen molekul (keadaan pengoksidaan 0): O 2 . Sebagai contoh :

2KMn +7 O 4 + 5H 2 O 2 -1 + 3H 2 SO 4 → 5O 2 0 + 2Mn +2 SO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

Tindak balas redoks, atau ringkasnya OVR, adalah salah satu asas subjek kimia, kerana ia menerangkan interaksi unsur kimia individu antara satu sama lain. Seperti namanya, tindak balas ini melibatkan sekurang-kurangnya dua bahan kimia yang berbeza, satu daripadanya bertindak sebagai agen pengoksida dan satu lagi sebagai agen penurunan. Jelas sekali, adalah sangat penting untuk dapat membezakan dan mengenal pasti mereka dalam pelbagai tindak balas kimia.

Bagaimana untuk mengenal pasti agen pengoksidaan dan agen penurunan
Kesukaran utama dalam menentukan agen pengoksidaan dan agen penurunan dalam tindak balas kimia ialah bahan yang sama dalam kes yang berbeza boleh menjadi agen pengoksidaan dan pengurangan. Untuk mengetahui cara menentukan dengan betul peranan unsur kimia tertentu dalam tindak balas, anda perlu memahami dengan jelas konsep asas berikut.

1. Pengoksidaan dipanggil proses mengeluarkan elektron dari lapisan elektron luar unsur kimia. Seterusnya agen pengoksidaan akan ada atom, molekul atau ion yang menerima elektron dan dengan itu merendahkan keadaan pengoksidaannya, iaitu sedang pulih . Selepas tindak balas kimia interaksi dengan bahan lain, agen pengoksida sentiasa memperoleh cas positif.
2. Pemulihan Proses menambah elektron pada lapisan elektron luar unsur kimia dipanggil. pemulih akan ada atom, molekul atau ion yang mendermakan elektronnya dan seterusnya meningkatkan tahap pengoksidaan mereka, iaitu teroksida . Selepas tindak balas kimia interaksi dengan bahan lain, agen pengurangan sentiasa memperoleh cas positif.
3. Ringkasnya, agen pengoksidaan ialah bahan yang "mengambil" elektron, dan agen penurunan ialah bahan yang memberikannya kepada agen pengoksidaan. Adalah mungkin untuk menentukan siapa dalam tindak balas redoks memainkan peranan sebagai agen pengoksidaan, siapa agen penurunan, dan dalam kes apa agen pengoksidaan menjadi agen penurunan dan sebaliknya, mengetahui kelakuan tipikal unsur-unsur individu dalam tindak balas kimia.
4. Ejen penurun biasa ialah logam dan hidrogen: Fe, K, Ca, Cu, Mg, Na, Zn, H). Semakin sedikit mereka terion, semakin besar sifat pengurangannya. Sebagai contoh, besi teroksida separa yang telah menderma satu elektron dan mempunyai cas +1 akan dapat menderma satu elektron kurang berbanding dengan besi "tulen". Juga, agen penurun boleh menjadi sebatian unsur kimia dalam keadaan pengoksidaan paling rendah, di mana semua orbital bebas diisi dan yang hanya boleh menderma elektron, contohnya, ammonia NH 3, hidrogen sulfida H 2 S, hidrogen bromida HBr, hidrogen iodin HI , hidrogen klorida HCl.
5. Agen pengoksidaan biasa ialah banyak bukan logam (F, Cl, I, O, Br). Logam dengan keadaan pengoksidaan tinggi (Fe +3, Sn +4, Mn +4), serta beberapa sebatian unsur dalam keadaan pengoksidaan tinggi juga boleh bertindak sebagai agen pengoksidaan: kalium permanganat KMnO 4, asid sulfurik H 2 SO 4 , asid nitrik HNO 3, kuprum oksida CuO, besi klorida FeCl 3.
6. Sebatian kimia dalam keadaan pengoksidaan tidak lengkap atau pertengahan, contohnya, asid nitrik monobes HNO 2, hidrogen peroksida H 2 O 2, asid sulfur H 2 SO 3 boleh mempamerkan kedua-dua sifat pengoksidaan dan pengurangan, bergantung pada sifat redoks reagen kedua yang terlibat dalam interaksi itu.

Mari kita takrifkan agen pengoksidaan dan agen penurunan menggunakan contoh tindak balas mudah interaksi interaksi natrium dengan oksigen.

Ka mengikuti daripada contoh ini, satu atom natrium memberikan elektronnya kepada satu atom oksigen. Oleh itu, natrium adalah agen penurunan dan oksigen adalah agen pengoksida. Dalam kes ini, natrium akan teroksida sepenuhnya, kerana ia akan melepaskan bilangan elektron maksimum yang mungkin, dan atom oksigen tidak akan berkurangan sepenuhnya, kerana ia akan dapat menerima satu lagi elektron daripada atom oksigen yang lain.

8. Pengelasan tindak balas kimia. OVR. Elektrolisis

8.3. Tindak balas redoks: peruntukan am

tindak balas redoks(OVR) dipanggil tindak balas yang berlaku dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan atom unsur. Hasil daripada tindak balas ini, sesetengah atom menderma elektron, manakala yang lain menerimanya.

Agen penurun ialah atom, ion, molekul atau FE yang menderma elektron, agen pengoksidaan ialah atom, ion, molekul atau FE yang menerima elektron:

Proses mengeluarkan elektron dipanggil pengoksidaan, dan proses penerimaan - pemulihan. Dalam OVR, mesti ada agen penurunan dan agen pengoksidaan. Tiada proses pengoksidaan tanpa proses pengurangan dan tiada proses pengurangan tanpa proses pengoksidaan.

Ejen pengurangan menderma elektron dan teroksida, manakala agen pengoksidaan menerima elektron dan berkurangan.

Proses pengurangan disertai dengan penurunan tahap pengoksidaan atom, dan proses pengoksidaan disertai dengan peningkatan tahap pengoksidaan atom unsur. Adalah mudah untuk menggambarkan perkara di atas dengan gambar rajah (CO - keadaan pengoksidaan):

Contoh khusus proses pengoksidaan dan pengurangan (skim imbangan elektron) diberikan dalam Jadual. 8.1.

Jadual 8.1

Contoh skim imbangan elektronik

Skim baki elektronik	Ciri proses
Proses pengoksidaan
	Atom kalsium menderma elektron, meningkatkan tahap pengoksidaan, adalah agen penurunan
	Ion Cr +2 menderma elektron, meningkatkan tahap pengoksidaan, adalah agen penurunan
	Molekul klorin menderma elektron, atom klorin meningkatkan keadaan pengoksidaan daripada 0 kepada +1, klorin ialah agen penurunan
Proses pemulihan
	Atom karbon menerima elektron, merendahkan keadaan pengoksidaan, adalah agen pengoksidaan
	Molekul oksigen menerima elektron, atom oksigen menurunkan keadaan pengoksidaannya daripada 0 kepada -2, molekul oksigen adalah agen pengoksidaan.
	Ion menerima elektron, merendahkan keadaan pengoksidaan, adalah agen pengoksidaan

Agen pengurangan yang paling penting: bahan mudah logam; hidrogen; karbon dalam bentuk kok; karbon monoksida(II); sebatian yang mengandungi atom dalam keadaan pengoksidaan terendah (hidrida logam,, sulfida, iodida, ammonia); agen penurunan yang paling kuat ialah arus elektrik di katod.

Pengoksida yang paling penting: bahan mudah - halogen, oksigen, ozon; asid sulfurik pekat; Asid nitrik; sebilangan garam (KClO 3 , KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7); hidrogen peroksida H 2 O 2 ; agen pengoksidaan terkuat ialah arus elektrik di anod.

Sepanjang tempoh itu, sifat pengoksidaan atom dan bahan mudah dipertingkatkan: fluorin - agen pengoksida terkuat bagi semua bahan ringkas. Dalam setiap tempoh, halogen membentuk bahan mudah dengan sifat pengoksidaan yang paling ketara.

Dalam kumpulan A, dari atas ke bawah, sifat pengoksidaan atom dan bahan mudah melemah, manakala sifat pengurangan meningkat.

Untuk atom dari jenis yang sama, sifat pengurangan meningkat dengan peningkatan dalam jejarinya; contohnya, sifat penurunan anion
I - lebih jelas daripada anion Cl - .

Bagi logam, sifat redoks bahan dan ion ringkas dalam larutan akueus ditentukan oleh kedudukan logam dalam siri elektrokimia: dari kiri ke kanan (atas ke bawah), sifat pengurangan logam ringkas melemahkan: agen pengurangan yang paling kuat- litium.

Untuk ion logam dalam larutan akueus, dari kiri ke kanan dalam baris yang sama, masing-masing, sifat pengoksidaan dipertingkatkan: agen pengoksida yang paling kuat- ion Au 3 +.

Untuk menyusun pekali dalam OVR, anda boleh menggunakan kaedah berdasarkan pemetaan proses pengoksidaan dan pengurangan. Kaedah ini dipanggil kaedah imbangan elektronik.

Intipati kaedah imbangan elektronik adalah seperti berikut.

1. Lukiskan skema tindak balas dan tentukan unsur-unsur yang telah mengubah keadaan pengoksidaan.

2. Susun persamaan elektronik untuk separuh tindak balas pengurangan dan pengoksidaan.

3. Memandangkan bilangan elektron yang didermakan oleh agen penurunan mestilah sama dengan bilangan elektron yang diterima oleh agen pengoksida, faktor tambahan didapati menggunakan kaedah gandaan sepunya terkecil (LCM).

4. Pengganda tambahan diletakkan sebelum formula bahan yang sepadan (pekali 1 diabaikan).

5. Samakan bilangan atom unsur-unsur yang tidak mengubah tahap pengoksidaan (pertama - hidrogen dalam air, dan kemudian - bilangan atom oksigen).

Contoh menyusun persamaan untuk tindak balas redoks

kaedah imbangan elektronik.

Kami mendapati bahawa atom karbon dan sulfur telah menukar keadaan pengoksidaannya. Kami menyusun persamaan separuh tindak balas pengurangan dan pengoksidaan:

Untuk kes ini, LCM ialah 4, dan faktor tambahan ialah 1 (untuk karbon) dan 2 (untuk asid sulfurik).

Kami meletakkan faktor tambahan yang terdapat di bahagian kiri dan kanan skema tindak balas di hadapan formula bahan yang mengandungi karbon dan sulfur:

C + 2H 2 SO 4 → CO 2 + 2SO 2 + H 2 O

Kami menyamakan bilangan atom hidrogen dengan meletakkan faktor 2 di hadapan formula air, dan kami memastikan bahawa bilangan atom oksigen dalam kedua-dua bahagian persamaan adalah sama. Oleh itu, persamaan OVR

C + 2H 2 SO 4 \u003d CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

Timbul persoalan: di bahagian mana skim OVR harus diletakkan faktor tambahan yang ditemui - di sebelah kiri atau di sebelah kanan?

Untuk reaksi mudah, ini tidak penting. Walau bagaimanapun, perlu diingat: jika faktor tambahan ditakrifkan di sebelah kiri persamaan, maka pekali diletakkan sebelum formula bahan di sebelah kiri; jika pengiraan dilakukan untuk bahagian kanan, maka pekali diletakkan di sebelah kanan persamaan. Sebagai contoh:

Mengikut bilangan atom Al di sebelah kiri:

Mengikut bilangan atom Al di sebelah kanan:

Dalam kes umum, jika bahan struktur molekul mengambil bahagian dalam tindak balas (O 2, Cl 2, Br 2, I 2, N 2), maka apabila memilih pekali, mereka meneruskan dengan tepat dari bilangan atom dalam molekul:

Jika N 2 O terbentuk dalam tindak balas yang melibatkan HNO 3, maka adalah lebih baik untuk menulis skema keseimbangan elektron untuk nitrogen berdasarkan dua atom nitrogen. .

Dalam beberapa tindak balas redoks, salah satu bahan boleh melaksanakan fungsi kedua-dua agen pengoksida (agen penurunan) dan bekas garam (iaitu, mengambil bahagian dalam pembentukan garam).

Tindak balas sedemikian adalah tipikal, khususnya, untuk interaksi logam dengan asid pengoksida (HNO 3, H 2 SO 4 (conc)), serta garam pengoksidaan (KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , KClO 3 , Ca ( OCl) 2) dengan asid hidroklorik (disebabkan oleh anion Cl - asid hidroklorik mempunyai sifat pengurangan) dan asid lain, yang anionnya adalah agen penurunan.

Mari kita buat persamaan untuk tindak balas kuprum dengan asid nitrik cair:

Kita melihat bahawa sebahagian daripada molekul asid nitrik dibelanjakan untuk pengoksidaan kuprum, sementara dikurangkan kepada oksida nitrik (II), dan sebahagian digunakan untuk mengikat ion Cu 2+ yang terbentuk kepada garam Cu (NO 3) 2 (dalam komposisi garam, tahap pengoksidaan atom nitrogen adalah sama, seperti dalam asid, iaitu tidak berubah). Dalam tindak balas sedemikian, faktor tambahan untuk unsur pengoksidaan sentiasa diletakkan di sebelah kanan sebelum formula produk pengurangan, dalam kes ini, sebelum formula NO, dan bukan HNO 3 atau Cu(NO 3) 2 .

Sebelum formula HNO 3 kita meletakkan pekali 8 (dua molekul HNO 3 dibelanjakan untuk pengoksidaan kuprum dan enam untuk mengikat tiga ion Cu 2+ ke dalam garam), kita menyamakan bilangan atom H dan O dan dapatkan

3Cu + 8HNO 3 \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

Dalam kes lain, asid, seperti asid hidroklorik, secara serentak boleh menjadi agen pengurangan dan mengambil bahagian dalam pembentukan garam:

Contoh 8.5. Kira berapa jisim HNO 3 dibelanjakan untuk pembentukan garam, apabila dalam tindak balas, persamaan yang

zink masuk dengan jisim 1.4 g.

Keputusan. Daripada persamaan tindak balas, kita melihat bahawa daripada 8 mol asid nitrik, hanya 2 mol pergi ke pengoksidaan 3 mol zink (terdapat faktor 2 di hadapan formula untuk produk pengurangan asid, NO). Pembentukan garam menggunakan 6 mol asid, yang mudah ditentukan dengan mendarabkan pekali 3 di hadapan formula garam Zn(HNO 3) 2 dengan bilangan sisa asid dalam satu unit formula garam, i.e. pada 2.

n (Zn) \u003d 1.4 / 65 \u003d 0.0215 (mol).

x = 0.043 mol;

m (HNO 3) \u003d n (HNO 3) M (HNO 3) \u003d 0.043 ⋅ 63 \u003d 2.71 (g)

Jawapan: 2.71 g.

Dalam sesetengah OVR, keadaan pengoksidaan diubah oleh atom bukan dua, tetapi tiga unsur.

Contoh 8.6. Susun pekali dalam OVR yang mengalir mengikut skema FeS + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2 menggunakan kaedah keseimbangan elektron.

Keputusan. Kita melihat bahawa keadaan pengoksidaan diubah oleh atom tiga unsur: Fe, S dan O. Dalam kes sedemikian, bilangan elektron yang didermakan oleh atom unsur yang berbeza disimpulkan:

Setelah meletakkan pekali stoikiometri, kami memperoleh:

4FeS + 7O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 4SO 2.

Pertimbangkan contoh penyelesaian jenis tugas peperiksaan lain mengenai topik ini.

Contoh 8.7. Nyatakan bilangan elektron yang berpindah daripada agen penurunan kepada agen pengoksida semasa penguraian lengkap kuprum(II) nitrat, dengan jisim 28.2 g.

Keputusan. Kami menulis persamaan tindak balas untuk penguraian garam dan skema keseimbangan elektronik OVR; M = 188 g/mol.

Kita melihat bahawa 2 mol O 2 terbentuk semasa penguraian 4 mol garam. Pada masa yang sama, 4 mol elektron berpindah dari atom agen penurunan (dalam kes ini, ini adalah ion) kepada agen pengoksida (iaitu kepada ion): . Oleh kerana jumlah kimia garam ialah n = 28.2/188 = = 0.15 (mol), kita ada:

2 mol garam - 4 mol elektron

0.15 mol - x

n (e) \u003d x \u003d 4 ⋅ 0.15 / 2 \u003d 0.3 (mol),

N (e) \u003d N A n (e) \u003d 6.02 ⋅ 10 23 ⋅ 0.3 \u003d 1.806 ⋅ 10 23 (elektron).

Jawapan: 1.806 ⋅ 10 23 .

Contoh 8.8. Semasa interaksi asid sulfurik dengan jumlah kimia 0.02 mol dengan magnesium, atom sulfur menambah 7.224 ⋅ 10 22 elektron. Cari formula untuk produk pemulihan asid.

Keputusan. Dalam kes umum, skema untuk proses pengurangan atom sulfur dalam komposisi asid sulfurik boleh seperti berikut:

mereka. 1 mol atom sulfur boleh menerima 2, 6 atau 8 mol elektron. Diberi bahawa 1 mol asid mengandungi 1 mol atom sulfur, i.e. n (H 2 SO 4) = n (S), kita ada:

n (e) \u003d N (e) / N A \u003d (7.224 ⋅ 10 22) / (6.02 ⋅ 10 23) \u003d 0.12 (mol).

Kami mengira bilangan elektron yang diterima oleh 1 mol asid:

0.02 mol asid menerima 0.12 mol elektron

1 mol - x

n (e) \u003d x \u003d 0.12 / 0.02 \u003d 6 (mol).

Keputusan ini sepadan dengan proses mengurangkan asid sulfurik kepada sulfur:

Jawapan: sulfur.

Contoh 8.9. Dalam tindak balas karbon dengan asid nitrik pekat, air dan dua oksida pembentuk garam terbentuk. Cari jisim karbon yang bertindak balas jika atom agen pengoksida mengambil 0.2 mol elektron dalam proses ini.

Keputusan. Interaksi bahan berjalan mengikut skema tindak balas

Kami menyusun persamaan untuk separuh tindak balas pengoksidaan dan pengurangan:

Daripada skema neraca elektronik, kita melihat bahawa jika atom agen pengoksidaan () menerima 4 mol elektron, maka 1 mol (12 g) karbon masuk ke dalam tindak balas. Karang dan selesaikan perkadaran:

4 mol elektron - 12 g karbon

0.2 - x

x = 0.2 ⋅ 12 4 = 0.6 (d).

Jawapan: 0.6 g.

Klasifikasi tindak balas redoks

Terdapat tindak balas redoks antara molekul dan intramolekul.

Bila OVR antara molekul atom agen pengoksidaan dan agen penurunan adalah sebahagian daripada bahan yang berbeza dan merupakan atom unsur kimia yang berbeza.

Bila OVR intramolekul Atom pengoksidaan dan penurun berada dalam bahan yang sama. Tindak balas intramolekul ialah ketidakseimbangan, di mana agen pengoksidaan dan agen penurunan adalah atom unsur kimia yang sama dalam komposisi bahan yang sama. Tindak balas sedemikian adalah mungkin untuk bahan yang mengandungi atom dengan keadaan pengoksidaan pertengahan.

Contoh 8.10. Tentukan skim ketidakkadaran OVR:

1) MnO 2 + HCl → MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O

2) Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2

3) KI + Cl 2 → KCl + I 2

4) Cl 2 + KOH → KCl + KClO + H 2 O

Keputusan. Tindak balas 1)–3) ialah OVR antara molekul:

Tindak balas disproportionation ialah tindak balas 4), kerana ia mengandungi atom klorin dan agen pengoksidaan dan agen penurunan:

Jawapan: 4).

Adalah mungkin untuk menilai secara kualitatif sifat redoks bahan berdasarkan analisis keadaan pengoksidaan atom dalam komposisi bahan:

1) jika atom yang bertanggungjawab untuk sifat redoks berada dalam tahap pengoksidaan tertinggi, maka atom ini tidak lagi boleh menderma elektron, tetapi hanya boleh menerimanya. Oleh itu, dalam OVR, bahan ini akan dipamerkan hanya sifat pengoksidaan. Contoh bahan tersebut (dalam formula keadaan pengoksidaan atom yang bertanggungjawab untuk sifat redoks ditunjukkan):

2) jika atom yang bertanggungjawab untuk sifat redoks berada dalam keadaan pengoksidaan paling rendah, maka bahan dalam OVR ini akan menunjukkan hanya sifat pemulihan(Atom yang diberikan tidak lagi boleh menerima elektron, ia hanya boleh memberikannya). Contoh bahan tersebut:,. Oleh itu, semua anion halogen hanya mempamerkan sifat pengurangan dalam OVR (kecuali F -, untuk pengoksidaan yang mana arus elektrik digunakan pada anod), ion sulfida S 2-, atom nitrogen dalam molekul ammonia, ion hidrida H -. Logam (Na, K, Fe) hanya mempunyai sifat mengurangkan;

3) jika atom unsur berada dalam keadaan pengoksidaan pertengahan (keadaan pengoksidaan lebih besar daripada minimum, tetapi kurang daripada maksimum), maka bahan yang sepadan (ion) akan, bergantung kepada keadaan, mempamerkan pengoksidaan dwi-sifat pemulihan: agen pengoksidaan yang lebih kuat akan mengoksidakan bahan ini (ion), dan agen penurunan yang lebih kuat akan mengurangkannya. Contoh bahan tersebut: sulfur, kerana keadaan pengoksidaan tertinggi atom sulfur ialah +6, dan yang paling rendah ialah -2, sulfur oksida (IV), nitrik oksida (III) (keadaan pengoksidaan tertinggi atom nitrogen ialah +5 , dan yang paling rendah ialah -3), hidrogen peroksida ( Keadaan pengoksidaan tertinggi atom oksigen ialah +2, dan yang paling rendah ialah -2). Sifat dwi redoks ditunjukkan oleh ion logam dalam keadaan pengoksidaan pertengahan: Fe 2+, Mn +4, Cr +3, dsb.

Contoh 8.11. Tindak balas redoks tidak dapat diteruskan, skemanya ialah:

1) Cl 2 + KOH → KCl + KClO 3 + H 2 O

2) S + NaOH → Na 2 S + Na 2 SO 3 + H 2 O

3) KClO → KClO 3 + KClO 4

4) KBr + Cl 2 → KCl + Br

Keputusan. Reaksi, skema yang ditunjukkan pada nombor 3), tidak boleh diteruskan, kerana ia mengandungi agen pengurangan, tetapi tiada agen pengoksida:

Jawapan: 3).

Bagi sesetengah bahan, dualiti redoks adalah disebabkan oleh kehadiran dalam komposisi pelbagai atom dalam kedua-dua keadaan pengoksidaan terendah dan tertinggi; contohnya, asid hidroklorik (HCl) disebabkan oleh atom hidrogen (keadaan pengoksidaan tertinggi, bersamaan dengan +1) ialah agen pengoksida, dan disebabkan oleh anion Cl - - agen penurunan (keadaan pengoksidaan terendah).

OVR adalah mustahil antara bahan yang hanya mempamerkan pengoksidaan (HNO 3 dan H 2 SO 4, KMnO 4 dan K 2 CrO 7) atau hanya sifat pengurangan (HCl dan HBr, HI dan H 2 S)

OVR adalah sangat biasa dalam alam semula jadi (metabolisme dalam organisma hidup, fotosintesis, respirasi, pereputan, pembakaran), digunakan secara meluas oleh manusia untuk pelbagai tujuan (mendapatkan logam daripada bijih, asid, alkali, ammonia dan halogen, mencipta sumber arus kimia, mendapatkan haba dan tenaga semasa pembakaran pelbagai bahan). Perhatikan bahawa OVR sering merumitkan kehidupan kita (kerosakan makanan, buah-buahan dan sayur-sayuran, kakisan logam - semua ini dikaitkan dengan berlakunya pelbagai proses redoks).