TS (คำแนะนำอันมีค่า) งานสำหรับส่วน ปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์ 9 เคมี

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์ (ORR)- ปฏิกิริยาที่มาพร้อมกับการเพิ่มหรือการสูญเสียอิเล็กตรอนหรือการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนบนอะตอม (การเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชัน)

ขั้นตอนของ OVR

ออกซิเดชัน- การบริจาคอิเล็กตรอนโดยอะตอม โมเลกุล หรือไอออน เป็นผลให้สถานะออกซิเดชันเพิ่มขึ้น สารรีดิวซ์จะปล่อยอิเล็กตรอน

การกู้คืน- การเติมอิเล็กตรอน ส่งผลให้สถานะออกซิเดชันลดลง สารออกซิไดซ์ยอมรับอิเล็กตรอน

โอวีอาร์- กระบวนการคู่: หากมีการรีดักชันก็เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน

กฎ OVR

การแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนและความสมดุลของอะตอมที่เท่าเทียมกัน

สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ไอออนออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจะจับกับโปรตอนเพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำ ไอออนออกไซด์ที่หายไปนั้นมาจากโมเลกุลของน้ำ จากนั้นโปรตอนจะถูกปล่อยออกมา

ในกรณีที่มีอะตอมออกซิเจนไม่เพียงพอ เราจะเขียนโมเลกุลของน้ำได้มากเท่าที่มีไอออนออกไซด์ไม่เพียงพอ

ซัลเฟอร์ในโพแทสเซียมซัลไฟต์มีสถานะออกซิเดชันที่ +4 แมงกานีสในโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตมีสถานะออกซิเดชันที่ +7 กรดซัลฟูริกเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา
แมงกานีสที่มีสถานะออกซิเดชันสูงสุดคือตัวออกซิไดซ์ดังนั้นโพแทสเซียมซัลไฟต์จึงเป็นตัวรีดิวซ์

หมายเหตุ: +4 คือสถานะออกซิเดชันขั้นกลางสำหรับซัลเฟอร์ จึงสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์ได้ ด้วยสารออกซิไดซ์ที่แรง (เปอร์แมงกาเนต, ไดโครเมต), ซัลไฟต์เป็นตัวรีดิวซ์ (ออกซิไดซ์เป็นซัลเฟต) ด้วยสารรีดิวซ์ที่แรง (ฮาโลเจนไนด์, ชาลโคเจนไนด์), ซัลไฟต์เป็นตัวออกซิไดซ์ (รีดิวซ์เป็นซัลเฟอร์หรือซัลไฟด์)

ซัลเฟอร์เปลี่ยนจากสถานะออกซิเดชัน +4 ถึง +6 - ซัลไฟต์ถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟต แมงกานีสเปลี่ยนจากสถานะออกซิเดชัน +7 เป็น +2 (สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) - ไอออนของเปอร์แมงกาเนตจะลดลงเหลือ Mn 2+

2. เขียนครึ่งปฏิกิริยาแมงกานีสที่เท่ากัน: ไอออนออกไซด์ 4 ตัวจะถูกปล่อยออกมาจากเปอร์แมงกาเนต ซึ่งถูกพันธะโดยไอออนไฮโดรเจน (ตัวกลางที่เป็นกรด) ให้เป็นโมเลกุลของน้ำ ดังนั้นไอออนออกไซด์ 4 ตัวจับกับโปรตอน 8 ตัวในโมเลกุลน้ำ 4 โมเลกุล

กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีออกซิเจน 4 หายไปทางด้านขวาของสมการ ดังนั้นเราจึงเขียนโมเลกุลของน้ำ 4 โมเลกุล และโปรตอน 8 ตัวทางด้านซ้ายของสมการ

เจ็ดลบสองได้บวกห้าอิเล็กตรอน คุณสามารถทำให้เท่ากันด้วยประจุทั้งหมด: ทางด้านซ้ายของสมการมีโปรตอนแปดตัวลบหนึ่งเปอร์แมงกาเนต = 7+ ทางด้านขวาคือแมงกานีสซึ่งมีประจุ 2+ น้ำมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า เจ็ดลบสองได้บวกห้าอิเล็กตรอน ทุกอย่างเท่าเทียมกัน

การเทียบกำมะถัน: ไอออนออกไซด์ที่หายไปทางด้านซ้ายของสมการจะได้รับจากโมเลกุลของน้ำ ซึ่งต่อมาจะปล่อยโปรตอนสองตัวทางด้านขวาออกมา
ทางด้านซ้ายประจุคือ 2- ทางด้านขวาคือ 0 (-2+2) ลบสองตัวอิเล็กตรอน

คูณครึ่งปฏิกิริยาบนด้วย 2 และครึ่งปฏิกิริยาล่างคูณ 5

เราลดโปรตอนและน้ำ

ไอออนซัลเฟตจับกับไอออนโพแทสเซียมและแมงกานีส

สภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ไอออนออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจะถูกพันธะด้วยโมเลกุลของน้ำ ทำให้เกิดไอออนไฮดรอกไซด์ (OH - หมู่) ไอออนออกไซด์ที่หายไปนั้นมาจากกลุ่มไฮดรอกโซ ซึ่งจะต้องได้รับเป็นสองเท่า

ในกรณีที่มีไอออนออกไซด์ไม่เพียงพอ เราจะเขียนหมู่ไฮดรอกโซมากกว่าส่วนที่ขาดหายไป 2 เท่า ในทางกลับกัน - น้ำ.

ตัวอย่าง. ใช้วิธีสมดุลอิเล็กตรอน สร้างสมการปฏิกิริยา กำหนดสารออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์:

กำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชัน:

บิสมัท (III) ที่มีสารออกซิไดซ์อย่างแรง (เช่น Cl 2) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างแสดงคุณสมบัติการลด (ออกซิไดซ์เป็นบิสมัท V):

เนื่องจากทางด้านซ้ายของสมการมีออกซิเจน 3 ตัวไม่เพียงพอสำหรับความสมดุลเราจึงเขียนกลุ่มไฮดรอกโซ 6 กลุ่มและทางขวา - 3 น้ำ

สมการปฏิกิริยาสุดท้ายคือ:

สภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง ไอออนออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจะถูกพันธะด้วยโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างไอออนไฮดรอกไซด์ (OH - หมู่) ไอออนออกไซด์ที่หายไปนั้นได้มาจากโมเลกุลของน้ำ H + ไอออนจะถูกปล่อยออกมา

ใช้วิธีสมดุลอิเล็กตรอน สร้างสมการปฏิกิริยา กำหนดสารออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์:

1. กำหนดสถานะออกซิเดชัน:กำมะถันในโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟตมีสถานะออกซิเดชันที่ +7 (เป็นตัวออกซิไดซ์เนื่องจากเป็นสถานะออกซิเดชันสูงสุด) โบรมีนในโพแทสเซียมโบรไมด์มีสถานะออกซิเดชันที่ -1 (เป็นตัวรีดิวซ์เนื่องจากมีค่าต่ำสุด สถานะออกซิเดชัน) น้ำเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา

ซัลเฟอร์เปลี่ยนจากสถานะออกซิเดชัน +7 เป็น +6 - เพอร์ซัลเฟตจะถูกรีดิวซ์เป็นซัลเฟต โบรมีนเปลี่ยนจากสถานะออกซิเดชัน -1 เป็น 0 - โบรไมด์ไอออนถูกออกซิไดซ์เป็นโบรมีน

2. เขียนครึ่งปฏิกิริยาเราปรับกำมะถันให้เท่ากัน (สัมประสิทธิ์ 2 ก่อนซัลเฟต) สมการออกซิเจน
ทางด้านซ้ายมีประจุ 2- ทางด้านขวามีประจุ 4- มีอิเล็กตรอน 2 ตัวติดอยู่ ดังนั้นเราจึงเขียน +2

เราทำให้โบรมีนเท่ากัน (สัมประสิทธิ์ 2 ก่อนไอออนโบรไมด์) ทางด้านซ้ายมีประจุเป็น 2- ทางด้านขวามีประจุเป็น 0 ให้อิเล็กตรอน 2 ตัว ดังนั้นเราจึงเขียนว่า -2

3. สมการสรุปยอดคงเหลือทางอิเล็กทรอนิกส์

4. สมการปฏิกิริยาสุดท้าย:ไอออนซัลเฟตรวมกับโพแทสเซียมไอออนเพื่อสร้างโพแทสเซียมซัลเฟต ซึ่งเป็นปัจจัย 2 ก่อน KBr และก่อน K2SO4 น้ำกลายเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น - วางไว้ในวงเล็บเหลี่ยม

การจำแนกประเภท OVR

ตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์- สารต่าง ๆ
สารออกซิไดซ์ในตัวเอง, สารรีดิวซ์ตัวเอง (ความไม่สมส่วน, การแยกส่วน)- องค์ประกอบที่อยู่ในสถานะออกซิเดชันระดับกลาง
สารออกซิไดซ์หรือตัวรีดิวซ์ - ตัวกลางสำหรับกระบวนการ
การลดการเกิดออกซิเดชันภายในโมเลกุล- สารชนิดเดียวกันนี้ประกอบด้วยตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์
ปฏิกิริยาโซลิดเฟสที่อุณหภูมิสูง

ลักษณะเชิงปริมาณของ ORR

ศักย์รีดอกซ์มาตรฐาน E 0- ศักย์ไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับศักย์ไฮโดรเจนมาตรฐาน เพิ่มเติมเกี่ยวกับ.

ในการรับ ORR จำเป็นที่ความต่างศักย์จะมากกว่าศูนย์ กล่าวคือ ศักยภาพของตัวออกซิไดซ์จะต้องมากกว่าศักยภาพของตัวรีดิวซ์:

ตัวอย่างเช่น:

ยิ่งมีศักยภาพต่ำเท่าใด ตัวรีดิวซ์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งเท่านั้น ยิ่งมีศักยภาพสูงเท่าไร ตัวออกซิไดซ์ก็จะยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น
คุณสมบัติการออกซิไดซ์จะแรงกว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ในขณะที่คุณสมบัติรีดิวซ์จะแรงกว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง

โอวีอาร์คืออะไร? ตัวอย่างของปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถพบได้ไม่เพียงแต่ในอนินทรีย์เท่านั้น แต่ยังพบในเคมีอินทรีย์ด้วย ในบทความนี้ เราจะกำหนดคำศัพท์หลักที่ใช้ในการวิเคราะห์การโต้ตอบดังกล่าว นอกจากนี้ เราจะจัดเตรียม OVR ตัวอย่าง และคำตอบสำหรับสมการเคมีที่จะช่วยให้คุณเข้าใจอัลกอริทึมของการกระทำ

คำจำกัดความพื้นฐาน

แต่ก่อนอื่น เรามาจำคำจำกัดความพื้นฐานที่จะช่วยให้คุณเข้าใจกระบวนการนี้กันก่อน:

สารออกซิไดซ์คืออะตอมหรือไอออนที่สามารถรับอิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยาได้ กรดแร่และโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่ร้ายแรง
สารรีดิวซ์คือไอออนหรืออะตอมที่บริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนให้กับองค์ประกอบอื่น
กระบวนการเพิ่มอิเล็กตรอนอิสระเรียกว่าออกซิเดชัน และกระบวนการสูญเสียอิเล็กตรอนเรียกว่าการรีดิวซ์

อัลกอริทึมของการกระทำ

จะแยกสมการ OVR ได้อย่างไร? ตัวอย่างที่นำเสนอแก่ผู้สำเร็จการศึกษาในโรงเรียนเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงสัมประสิทธิ์โดยใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ นี่คือขั้นตอน:

ขั้นแรก จำเป็นต้องกำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดในสารที่เรียบง่ายและซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เสนอ
ถัดไป จะเลือกองค์ประกอบที่เปลี่ยนแปลงค่าดิจิทัล
เครื่องหมาย "+" และ "-" ระบุถึงอิเล็กตรอนที่ได้รับและบริจาคและหมายเลขของพวกเขา
จากนั้น ตัวคูณร่วมน้อยจะถูกกำหนดระหว่างค่าเหล่านี้และค่าสัมประสิทธิ์จะถูกกำหนด
ตัวเลขผลลัพธ์จะถูกใส่ลงในสมการปฏิกิริยา

ตัวอย่างแรก

จะทำงานที่เกี่ยวข้องกับ OVR ให้สำเร็จได้อย่างไร? ตัวอย่างที่ให้ไว้ในการสอบปลายภาคชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 ไม่เกี่ยวข้องกับการเติมสูตรของสาร ตามกฎแล้ว เด็ก ๆ จำเป็นต้องกำหนดค่าสัมประสิทธิ์และสารที่เปลี่ยนแปลงค่าความจุ

ลองพิจารณา OVR (ปฏิกิริยา) เหล่านั้นซึ่งมีตัวอย่างให้กับผู้สำเร็จการศึกษาชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 เด็กนักเรียนจะต้องเสริมสมการด้วยสารอย่างอิสระและหลังจากนั้นจึงจัดเรียงสัมประสิทธิ์โดยใช้เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์:

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

ขั้นแรก เรามาจัดเรียงสถานะออกซิเดชันของสารประกอบแต่ละชนิดกันก่อน ดังนั้นในไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่องค์ประกอบแรกจึงสอดคล้องกัน +1 , ที่ออกซิเจน -1 - ตัวบ่งชี้ต่อไปนี้มีอยู่ในกรดซัลฟิวริก: +1, +6, -2 (โดยรวมแล้วเราได้ศูนย์) ออกซิเจนเป็นสารธรรมดา จึงมีสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์

เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการโต้ตอบนี้มีดังนี้:

มน +7 ใช้เวลา 5 อี = มน +2 2, เป็นตัวออกซิไดซ์;
2ฉัน -ให้ 2e = ฉัน 2 0 5ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์

ในขั้นตอนสุดท้ายของงานนี้ เราจะจัดเตรียมค่าสัมประสิทธิ์ในโครงการที่เสร็จสิ้นแล้วและรับ:

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

บทสรุป

กระบวนการเหล่านี้พบการประยุกต์ใช้อย่างจริงจังในการวิเคราะห์ทางเคมี ด้วยความช่วยเหลือเหล่านี้ คุณสามารถค้นพบและแยกไอออนต่างๆ และดำเนินการออกซิไดเมทรีได้

วิธีการวิเคราะห์ทางกายภาพและเคมีที่หลากหลายใช้ ORR ทฤษฎีปฏิสัมพันธ์ของกรดและเบสอธิบายจลนพลศาสตร์ของกระบวนการที่กำลังดำเนินอยู่ และช่วยให้การคำนวณเชิงปริมาณสามารถทำได้โดยใช้สมการ

เพื่อให้เด็กนักเรียนที่เลือกวิชาเคมีเข้าสอบปลายภาคจึงจะผ่านการทดสอบเหล่านี้ได้สำเร็จ จำเป็นต้องมีอัลกอริทึมในการปรับ OVR ให้เท่ากันโดยอิงจากเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ ครูทำงานร่วมกับนักเรียนเกี่ยวกับวิธีการจัดเรียงสัมประสิทธิ์ โดยใช้ตัวอย่างต่างๆ จากเคมีอนินทรีย์และอินทรีย์

งานที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีในสารที่เรียบง่ายและซับซ้อนตลอดจนการสร้างสมดุลระหว่างอิเล็กตรอนที่ยอมรับและบริจาคเป็นองค์ประกอบบังคับของการทดสอบการสอบในขั้นตอนการศึกษาขั้นพื้นฐานทั่วไป เฉพาะในกรณีที่คุณทำงานดังกล่าวสำเร็จเท่านั้น คุณจึงจะสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการประสบความสำเร็จในการเรียนรู้หลักสูตรเคมีอนินทรีย์ของโรงเรียน และยังได้รับคะแนนสูงในการสอบ Unified State และ Unified State Examination

หนังสือปัญหาเคมีทั่วไปและอนินทรีย์

2.2. ปฏิกิริยารีดอกซ์

ดู การมอบหมายงาน >>>

ส่วนทางทฤษฎี

ปฏิกิริยารีดอกซ์รวมถึงปฏิกิริยาเคมีที่มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ ในสมการของปฏิกิริยาดังกล่าว การเลือกสัมประสิทธิ์จะดำเนินการโดยการคอมไพล์ ความสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์- วิธีการเลือกอัตราต่อรองโดยใช้ยอดคงเหลืออิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

ก) เขียนสูตรของรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์ จากนั้นค้นหาองค์ประกอบที่เพิ่มและลดสถานะออกซิเดชันของพวกมัน แล้วเขียนแยกกัน:

MnCO 3 + KClO 3 ® MnO2+ เคซีแอล + CO2

แคล วี¼ = Cl - ฉัน

มิน II¼ = Mn IV

b) เขียนสมการสำหรับครึ่งปฏิกิริยาของการรีดักชันและออกซิเดชันโดยสังเกตกฎการอนุรักษ์จำนวนอะตอมและประจุในแต่ละครึ่งปฏิกิริยา:

ครึ่งปฏิกิริยาการกู้คืน แคล วี + 6 จ - = Cl - ฉัน

ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน มิน II- 2 จ - = Mn IV

c) เลือกปัจจัยเพิ่มเติมสำหรับสมการของครึ่งปฏิกิริยาเพื่อให้กฎการอนุรักษ์ประจุเป็นที่พอใจสำหรับปฏิกิริยาโดยรวม ซึ่งจำนวนอิเล็กตรอนที่ยอมรับในการลดลงครึ่งปฏิกิริยาจะเท่ากับจำนวน อิเล็กตรอนที่บริจาคให้กับปฏิกิริยาออกซิเดชั่นครึ่งหนึ่ง:

แคล วี + 6 จ - = Cl - ฉัน 1

มิน II- 2 จ - = มน. 4 3

d) แทรก (โดยใช้ปัจจัยที่พบ) ค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ในโครงการปฏิกิริยา (ละเว้นค่าสัมประสิทธิ์ 1):

3 เอ็มเอ็นซีโอ 3 + เคซีแอลโอ 3 = 3 เอ็มเอ็นโอ 2 + เคซีแอล+คาร์บอนไดออกไซด์

ง) ทำให้จำนวนอะตอมขององค์ประกอบเหล่านั้นเท่ากันซึ่งไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันระหว่างการทำปฏิกิริยา (หากมีองค์ประกอบดังกล่าวสององค์ประกอบก็เพียงพอที่จะทำให้จำนวนอะตอมของหนึ่งในนั้นเท่ากันและตรวจสอบองค์ประกอบที่สอง) ได้สมการของปฏิกิริยาเคมี:

3 เอ็มเอ็นซีโอ 3 + เคซีแอลโอ 3 = 3 เอ็มเอ็นโอ 2 + เคซีแอล+3 คาร์บอนไดออกไซด์ 2

ตัวอย่างที่ 3- เลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์

เฟ 2 โอ 3 + CO ® เฟ + คาร์บอนไดออกไซด์ 2

สารละลาย

เฟ 2 O 3 + 3 CO = 2 เฟ +3 CO 2

เฟ III + 3 จ - = เฟ 0 2

ซี II - 2 จ - = ค IV 3

ด้วยการเกิดออกซิเดชัน (หรือการลดลง) ของอะตอมของสององค์ประกอบของสารหนึ่งพร้อมกัน การคำนวณจะดำเนินการสำหรับหนึ่งหน่วยสูตรของสารนี้

ตัวอย่างที่ 4เลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์

เฟ(ส ) 2 + O 2 = เฟ 2 O 3 + SO 2

สารละลาย

4เฟ(ส ) 2 + 11 O 2 = 2 เฟ 2 โอ 3 + 8 SO 2

เฟ II- จ - = เฟ III

- 11 จ - 4

2ส - ฉัน - 10 จ - = 2S IV

โอ 2 0 + 4 จ - = 2O - II+4 จ - 11

ในตัวอย่างที่ 3 และ 4 หน้าที่ของตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์จะถูกแบ่งระหว่างสารต่างๆเฟ 2 โอ 3 และโอ 2 - ตัวออกซิไดซ์, CO และเฟ(เอส)2 - สารรีดิวซ์; ปฏิกิริยาดังกล่าวจัดเป็น ระหว่างโมเลกุลปฏิกิริยารีดอกซ์

ในกรณีที่ ภายในโมเลกุลการลดการเกิดออกซิเดชันเมื่ออะตอมขององค์ประกอบหนึ่งถูกออกซิไดซ์ในสารเดียวกันและอะตอมขององค์ประกอบอื่นลดลงการคำนวณจะดำเนินการต่อหนึ่งหน่วยสูตรของสาร

ตัวอย่างที่ 5เลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน

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

สารละลาย

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

ซีอาร์วีไอ + 3 จ - = Cr III 2

2N - ที่สาม - 6 จ - = ไม่มี 2 0 1

สำหรับปฏิกิริยา การแยกทาง (ความไม่สมส่วน, การออกซิเดชันอัตโนมัติ- การรักษาตัวเอง) ซึ่งอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันในรีเอเจนต์ถูกออกซิไดซ์และลดลงจะมีการเพิ่มปัจจัยเพิ่มเติมทางด้านขวาของสมการก่อนจากนั้นจึงหาค่าสัมประสิทธิ์ของรีเอเจนต์

ตัวอย่างที่ 6- เลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการปฏิกิริยาการสลาย

H2O2 ® H2O+O2

สารละลาย

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

โอ - ฉัน+ จ - = โอ - ครั้งที่สอง 2

2O - ฉัน - 2 จ - = โอ 2 0 1

สำหรับปฏิกิริยาการสับเปลี่ยน ( การประสานกัน) ซึ่งอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันของรีเอเจนต์ต่าง ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันและการรีดักชันได้รับสถานะออกซิเดชันเดียวกันปัจจัยเพิ่มเติมจะถูกเพิ่มทางด้านซ้ายของสมการก่อน

ตัวอย่างที่ 7เลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน:

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

สารละลาย

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

ส - ครั้งที่สอง - 2 จ - = ส 0 2

เอสไอวี+4 จ - = ส 0 1

ในการเลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นในสารละลายในน้ำโดยมีส่วนร่วมของไอออนให้ใช้วิธีการนี้ ความสมดุลของอิเล็กตรอน-ไอออนวิธีการเลือกค่าสัมประสิทธิ์โดยใช้ความสมดุลของอิเล็กตรอน-ไอออนประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้

ก) เขียนสูตรรีเอเจนต์ของปฏิกิริยารีดอกซ์นี้

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + H 2 ส

และสร้างฟังก์ชันทางเคมีของแต่ละตัว (ที่นี่ K2Cr2O7 - ตัวออกซิไดซ์ H 2 SO 4 - ตัวกลางปฏิกิริยาที่เป็นกรด H2S - ตัวรีดิวซ์);

b) จด (ในบรรทัดถัดไป) สูตรของรีเอเจนต์ในรูปแบบไอออนิก โดยระบุเฉพาะไอออนเหล่านั้น (สำหรับอิเล็กโทรไลต์เข้มข้น) โมเลกุล (สำหรับอิเล็กโทรไลต์และก๊าซอ่อน) และหน่วยของสูตร (สำหรับของแข็ง) ที่จะมีส่วนร่วมใน ปฏิกิริยาเป็นตัวออกซิไดซ์ ( Cr2O72 - ), สิ่งแวดล้อม ( เอช+- แม่นยำยิ่งขึ้นคือออกโซเนียมไอออนบวกเอช3โอ+ ) และสารรีดิวซ์ ( H2S):

Cr2O72 - +H++H2S

c) กำหนดสูตรรีดิวซ์ของตัวออกซิไดซ์และรูปแบบออกซิไดซ์ของตัวรีดิวซ์ซึ่งจะต้องทราบหรือระบุ (ตัวอย่างเช่นที่นี่ไดโครเมตไอออนผ่านไอออนบวกของโครเมียม ( III) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ - กลายเป็นกำมะถัน); ข้อมูลนี้จะถูกเขียนลงในสองบรรทัดถัดไป สมการอิเล็กตรอน-ไอออนสำหรับครึ่งปฏิกิริยารีดักชันและออกซิเดชันจะถูกวาดขึ้น และเลือกปัจจัยเพิ่มเติมสำหรับสมการครึ่งปฏิกิริยา:

ครึ่งปฏิกิริยาการลดลงของ Cr 2 O 7 2 - +14 ชม. + + 6 จ - = 2 Cr 3+ + 7 H 2 O 1

ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ H 2 S - 2 จ - = ส (เสื้อ) + 2 ชม. + 3

d) โดยการสรุปสมการครึ่งปฏิกิริยา พวกมันจะประกอบสมการไอออนิกของปฏิกิริยาที่กำหนด เช่น รายการเสริม (b):

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

ง) ขึ้นอยู่กับสมการไอออนิก ประกอบสมการโมเลกุลของปฏิกิริยานี้ เช่น รายการเสริม (a) และสูตรของแคตไอออนและแอนไอออนที่ขาดหายไปในสมการไอออนิกจะถูกจัดกลุ่มเป็นสูตรของผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม ( K2SO4):

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

f) ตรวจสอบค่าสัมประสิทธิ์ที่เลือกตามจำนวนอะตอมขององค์ประกอบทางด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ (โดยปกติจะเพียงพอที่จะตรวจสอบเฉพาะจำนวนอะตอมออกซิเจนเท่านั้น)

ออกซิไดซ์และ บูรณะรูปแบบออกซิไดซ์และรีดิวซ์มักมีปริมาณออกซิเจนแตกต่างกัน (เปรียบเทียบ Cr2O72 - และ Cr 3+ - ดังนั้น เมื่อรวบรวมสมการครึ่งปฏิกิริยาโดยใช้วิธีสมดุลอิเล็กตรอน-ไอออน จะรวมคู่ H + / H 2 O (สำหรับสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) และ OH - / H 2 O (สำหรับสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง) ถ้าเมื่อย้ายจากรูปหนึ่งไปอีกรูปหนึ่งแล้วรูปเดิม (ปกติ - ออกซิไดซ์) สูญเสียไอออนออกไซด์ (แสดงด้านล่างในวงเล็บเหลี่ยม) จากนั้นเนื่องจากไม่มีอยู่ในรูปแบบอิสระจึงต้องรวมกับไฮโดรเจนไอออนบวกในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง - กับโมเลกุลของน้ำซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโมเลกุลของน้ำ (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) และไอออนไฮดรอกไซด์ (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง)):

สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด[ O2 - ] + 2 H + = H 2 O

สภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง[ O 2 - ] + H 2 O = 2 โอ้ -

ขาดไอออนออกไซด์ในรูปแบบดั้งเดิม (โดยปกติ- ลดลง) เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบสุดท้ายจะได้รับการชดเชยโดยการเติมโมเลกุลของน้ำ (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) หรือไอออนไฮดรอกไซด์ (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง):

สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด H 2 O = [ O 2 - ] + 2 ชม. +

สภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง2 OH - = [ โอ 2 - ] + ชม 2 โอ

ตัวอย่างที่ 8เลือกค่าสัมประสิทธิ์โดยใช้วิธีสมดุลอิเล็กตรอน-ไอออนในสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์:

® MnSO 4 + H 2 O + นา 2 SO 4 + ¼

สารละลาย

2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 + 5 นา 2 SO 3 =

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

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

MnO4 - + 8 ชม + + 5 จ - = Mn 2+ + 4 H 2 O2

ดังนั้น 3 2 - +น้ำ2O - 2 จ - = เอส 4 2 - +2 ชม. + 5

ตัวอย่างที่ 9- เลือกค่าสัมประสิทธิ์โดยใช้วิธีสมดุลอิเล็กตรอน-ไอออนในสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์:

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

สารละลาย

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

ดังนั้น 3 2 - +2 โอ้ - + 2 MnO 4 - = เอส 4 2 - + H 2 O + 2 MnO 4 2 -

MnO4 - + 1 จ - = เอ็มเอ็นโอ 4 2 - 2

ดังนั้น 3 2 - +2 โอ้ - - 2 จ - = เอส 4 2 - + เอช 2 โอ 1

ถ้าไอออนของเปอร์แมงกาเนตถูกใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อน สมการสำหรับการลดปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งคือ:

MnO4 - +4 ชม. + + 3 จ - = มนโอ 2(เสื้อ) + 2 H 2 O

และหากอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเล็กน้อย

เอ็มเอ็นโอ 4 - + 2 H 2 O + 3 จ - = มนโอ 2(เสื้อ) + 4 โอ้ -

บ่อยครั้ง ตัวกลางที่มีความเป็นกรดอ่อนและเป็นด่างเล็กน้อยมักเรียกว่าเป็นกลาง และมีเพียงโมเลกุลของน้ำเท่านั้นที่ถูกใส่เข้าไปในสมการครึ่งปฏิกิริยาทางด้านซ้าย ในกรณีนี้ เมื่อเขียนสมการ คุณควร (หลังจากเลือกปัจจัยเพิ่มเติมแล้ว) เขียนสมการเพิ่มเติมที่สะท้อนการก่อตัวของน้ำจากไอออน H + และ OH - .

ตัวอย่างที่ 10- เลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นกลาง:

KMnO 4 + H 2 O + นา 2 SO 3 ® มนเกี่ยวกับ 2( เสื้อ) + นา 2 SO 4 ¼

สารละลาย

2 KMnO 4 + H 2 O + 3 นา 2 SO 3 = 2 มนโอ 2(เสื้อ) + 3 นา 2 SO 4 + 2 KOH

MnO4 - + H 2 O + 3 SO 3 2 - = 2 มนโอ 2(เสื้อ ) + 3 ดังนั้น 4 2 - +2 โอ้ -

เอ็มเอ็นโอ 4 - + 2 H 2 O + 3 จ - = มนโอ 2(เสื้อ) + 4 โอ้ -

ดังนั้น 3 2 - +น้ำ2O - 2 จ - = เอส 4 2 - +2H+

8OH - + 6 H + = 6 H 2 O + 2 โอ้ -

ดังนั้นหากปฏิกิริยาจากตัวอย่างที่ 10 ดำเนินการโดยการรวมสารละลายน้ำของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตและโซเดียมซัลไฟต์เข้าด้วยกัน มันจะดำเนินไปในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางตามเงื่อนไข (และในความเป็นจริงเป็นด่างเล็กน้อย) เนื่องจากการก่อตัวของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ หากสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตมีความเป็นกรดเล็กน้อย ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อน (เป็นกลางตามเงื่อนไข)

ตัวอย่างที่ 11- เลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อน:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + นา 2 SO 3 ® มนเกี่ยวกับ 2( เสื้อ) + H 2 O + นา 2 SO 4 + ¼

สารละลาย

2KMnO 4 + H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = 2Mn โอ 2(ที ) + H 2 O + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4

2 MnO 4 - + 2 ชม + + 3 SO 3 2 - = 2 มนโอ 2(เสื้อ ) + H 2 O + 3 SO 4 2 -

MnO4 - + 4 ชม + + 3 จ - = มน O 2( เสื้อ ) + 2 H 2 O2

ดังนั้น 3 2 - +น้ำ2O - 2 จ - = เอส 4 2 - +2 ชม. + 3

รูปแบบการดำรงอยู่ของสารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์ก่อนและหลังปฏิกิริยา ได้แก่ เรียกว่ารูปแบบออกซิไดซ์และรีดิวซ์ คู่รักรีดอกซ์- ดังนั้นจากการปฏิบัติทางเคมีจึงเป็นที่ทราบกันดี (และสิ่งนี้ต้องจำไว้) ว่าไอออนของเปอร์แมงกาเนตในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจะก่อให้เกิดไอออนบวกของแมงกานีส ( II) (คู่ เอ็มเอ็นโอ 4 - +เอช+/ มน 2+ + เอช 2 โอ ) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเล็กน้อย- แมงกานีส (IV) ออกไซด์ (คู่ เอ็มเอ็นโอ 4 - +เอช+ ¤ มน O 2(t) + H 2 O หรือ เอ็มเอ็นโอ 4 - + ชม 2 โอ = มน O 2(t) + โอ้ - - องค์ประกอบของรูปแบบออกซิไดซ์และรูปแบบรีดิวซ์จึงถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบที่กำหนดในสถานะออกซิเดชันต่างๆ เช่น ความเสถียรไม่เท่ากันของรูปแบบเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันของสารละลายที่เป็นน้ำ คู่รีดอกซ์ทั้งหมดที่ใช้ในส่วนนี้มีให้ไว้ในปัญหา 2.15 และ 2.16

หัวข้อของบทเรียนคือ “ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์”

เป้าหมาย:

ทางการศึกษา: นเพื่อให้นักเรียนได้รู้จักการจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมีใหม่ตามการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ - ปฏิกิริยารีดิวซ์ออกซิเดชัน (ORR)สร้างแนวคิดเกี่ยวกับออกซิเดชั่น - บูรณะปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ ให้แนวคิดเรื่อง "ตัวออกซิไดซ์" และ "ตัวรีดิวซ์" ระบุลักษณะเอกภาพและความต่อเนื่องของกระบวนการออกซิเดชั่นและการรีดักชันสอนให้นักเรียนจัดเรียงสัมประสิทธิ์โดยใช้วิธีสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์

ทางการศึกษา: นพัฒนาทักษะการแต่งสมการปฏิกิริยาเคมีต่อไป มีส่วนร่วมในการขยายขอบเขตอันไกลโพ้นของนักเรียน พัฒนาทักษะในการประยุกต์ใช้ความรู้ที่ได้รับเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของโลกรอบตัวพัฒนาทักษะการคิดเชิงตรรกะ การวิเคราะห์ และการเปรียบเทียบอย่างต่อเนื่องพัฒนาทักษะการปฏิบัติในการทำงานกับอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการและสารเคมี เสริมความรู้ของนักเรียนเกี่ยวกับกฎการทำงานในห้องปฏิบัติการเคมี พัฒนาความสามารถในการสังเกตและสรุปผล

ทางการศึกษา: จาก เพื่อสนับสนุนให้เกิดวัฒนธรรมการสื่อสารระหว่างบุคคลผ่านตัวอย่างความสามารถในการฟังซึ่งกันและกัน ถามคำถาม วิเคราะห์คำตอบของสหาย ทำนายผลการทำงาน และประเมินผลงานของตนเพื่อสร้างโลกทัศน์ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนและพัฒนาทักษะการทำงาน

ประเภทบทเรียน: การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

เป้าหมายการสอน:สร้างเงื่อนไขสำหรับการรับรู้และความเข้าใจในบล็อกข้อมูลการศึกษาใหม่

รูปแบบบทเรียน: บทเรียน - การอภิปรายกับองค์ประกอบของการเรียนรู้ตามปัญหา

วิธีการสอน:อธิบาย - ภาพประกอบ, ปัญหา, การสำรวจบางส่วน

ความคืบหน้าของบทเรียน

ช่วงเวลาขององค์กร

การเดินทางสู่อดีต:

ครู: ในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช บนเกาะโรดส์มีการสร้างอนุสาวรีย์ในรูปแบบของรูปปั้นขนาดใหญ่ของ Helios (ชาวกรีกมีเทพเจ้าแห่งดวงอาทิตย์) การออกแบบที่ยิ่งใหญ่และการประหารชีวิตของ Colossus of Rhodes ที่สมบูรณ์แบบ - หนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ของโลก - ทำให้ทุกคนประหลาดใจที่เห็นมัน (แสดงรูปปั้นยักษ์บนสไลด์) เราไม่ทราบแน่ชัดว่ารูปปั้นนี้เป็นอย่างไร สร้างขึ้นโดยประติมากร Haret ใช้เวลาสร้าง 12 ปี เปลือกทองสัมฤทธิ์ติดอยู่กับโครงเหล็ก รูปปั้นกลวงนี้เริ่มสร้างขึ้นจากด้านล่าง และเมื่อมันโตขึ้น มันก็เต็มไปด้วยหินเพื่อให้มีเสถียรภาพมากขึ้น หลังจากการก่อสร้างเสร็จสิ้นประมาณ 50 ปี ยักษ์ใหญ่ก็พังทลายลง ขณะเกิดแผ่นดินไหว แผ่นดินไหวระดับเข่าแตก นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสาเหตุของความเปราะบางของปาฏิหาริย์นี้คือการกัดกร่อนของโลหะ และกระบวนการกัดกร่อนนั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยารีดอกซ์เขียนหัวข้อบทเรียนลงในสมุดบันทึกของคุณ: “สารออกซิเดชั่น- บูรณะปฏิกิริยา"

ดังนั้น วันนี้ในบทเรียน เราจะมาทำความคุ้นเคยกับปฏิกิริยารีดอกซ์ และค้นหาความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมและปฏิกิริยารีดอกซ์ มาเรียนรู้การระบุตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ในปฏิกิริยากัน มาเรียนรู้วิธีสร้างแผนภาพกระบวนการให้และรับอิเล็กตรอนกันดีกว่า

อัพเดทความรู้.

ขั้นแรก เรามาจำไว้ว่าเลขออกซิเดชันคืออะไร และวิธีหาเลขออกซิเดชันในสารเชิงซ้อนและซับซ้อน

เลขออกซิเดชันคือประจุตามเงื่อนไขของอะตอมในสารประกอบ สถานะออกซิเดชันเกิดขึ้นพร้อมกับวาเลนซ์ แต่สถานะออกซิเดชันต่างจากวาเลนซ์ตรงที่เป็นลบ

กฎในการกำหนดสถานะออกซิเดชัน:

1. อะตอมอิสระและสารเชิงเดี่ยวมีสถานะออกซิเดชันเป็น 0:

นา, เอช 2 , เอ็น 2 , ส, อัล, เอฟ 2 .

2. โลหะในสารประกอบทั้งหมดมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก (ค่าสูงสุดเท่ากับหมายเลขกลุ่ม):

ก) สำหรับโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I +1

b) สำหรับโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II +2;

c) อลูมิเนียมมี +3

3. ในสารประกอบ ออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2

(ข้อยกเว้นโอ +2 เอฟ 2 และเปอร์ออกไซด์:ชม 2 โอ 2 -1 - เค 2 โอ 2 -1 ).

4. ในสารประกอบที่ไม่ใช่โลหะ ไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 และโลหะ -1

5. ในสารประกอบ ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดคือ 0

ชม +1 Cl -1 ชม 2 +1 ส -2 ชม 2 +1 ส +6 โอ 4 -2

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

กำลังศึกษาหัวข้อใหม่

ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 คุณได้เรียนรู้เกี่ยวกับปฏิกิริยาของการรวมกัน การสลายตัว การแทนที่ และการแลกเปลี่ยนการจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมีนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนและองค์ประกอบของสารตั้งต้นและสารที่เกิด ลองพิจารณาปฏิกิริยาเคมีจากมุมมองของออกซิเดชัน (การบริจาคอิเล็กตรอน) และการลด (การรับอิเล็กตรอน) ของอะตอมขององค์ประกอบ เหนือสัญญาณขององค์ประกอบทางเคมี เราจะระบุสถานะออกซิเดชันของมัน

สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบเปลี่ยนแปลงไปในปฏิกิริยาเหล่านี้หรือไม่?

ในสมการแรก สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบไม่เปลี่ยนแปลง แต่ในสมการที่สอง สถานะออกซิเดชันเปลี่ยนเป็นทองแดงและเหล็ก

ปฏิกิริยาที่สองคือปฏิกิริยารีดอกซ์

ปฏิกิริยาที่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบที่ประกอบเป็นสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ ( ).

ในปฏิกิริยารีดอกซ์ อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนจากอะตอม โมเลกุล หรือไอออนหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง เรียกว่ากระบวนการสละอิเล็กตรอนออกซิเดชัน .

ชม 2 0 - 2ē 2H + 2ห้องนอน - - 2ē Br 2 0 ส -2 - 2ē ส 0

กระบวนการเพิ่มอิเล็กตรอนเรียกว่าการกู้คืน :

มน +4 +2ē มน +2 ส 0 +2ē ส -2 Cr +6 +3ē Cr +3

อะตอมหรือไอออนที่ได้รับอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาที่กำหนดได้แก่สารออกซิไดซ์ และที่บริจาคอิเล็กตรอน -ผู้ฟื้นฟู .

วาดสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์

มีสองวิธีในการเขียนปฏิกิริยารีดอกซ์ - วิธีสมดุลอิเล็กตรอน และวิธีครึ่งปฏิกิริยา ที่นี่เราจะดูที่
ในวิธีนี้ จะมีการเปรียบเทียบสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา และเราอยู่ภายใต้หลักเกณฑ์: จำนวนอิเล็กตรอนที่บริจาคโดยตัวรีดิวซ์จะต้องเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่เพิ่มโดยการออกซิไดซ์ ตัวแทน.
ในการสร้างสมการ คุณจำเป็นต้องรู้สูตรของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา ลองดูวิธีนี้พร้อมตัวอย่าง

อัลกอริทึมสำหรับการรวบรวมสมการ OVR โดยใช้วิธีสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์:

วาดแผนภาพแสดงปฏิกิริยา

อัล + เอชซีแอล → AlCl 3 + ชม 2

กำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา

อัล 0 +ฮ +1 Cl -1 → อัล +3 Cl 3 -1 +ฮ 2 0

ตรวจสอบว่าปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์หรือเกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของธาตุ

ปฏิกิริยานี้คือ OVR

ขีดเส้นใต้องค์ประกอบที่สถานะออกซิเดชันเปลี่ยนแปลง

อัล 0 + ชม +1 Cl -1 → อัล +3 Cl 3 -1 + ชม 2 0

ตรวจสอบว่าองค์ประกอบใดถูกออกซิไดซ์ (สถานะออกซิเดชันเพิ่มขึ้น) และองค์ประกอบใดลดลง (สถานะออกซิเดชันลดลง) ในระหว่างปฏิกิริยา

อัล 0 → อัล +3 ออกซิไดซ์

ชม +1 → ชม 2 0 กำลังได้รับการบูรณะ

ทางด้านซ้ายของแผนภาพ ใช้ลูกศรเพื่อระบุกระบวนการออกซิเดชัน (การแทนที่ของอิเล็กตรอนจากอะตอมของธาตุ) และกระบวนการรีดักชัน (การแทนที่ของอิเล็กตรอนไปยังอะตอมของธาตุ)

อัล 0 – 3 อี →อัล +3 กระบวนการออกซิเดชั่น

2 ชม +1 + 2 ē →ชม 2 0 กระบวนการฟื้นฟู

กำหนดสารรีดิวซ์และสารออกซิไดซ์

อัล 0 – 3 อี →อัล +3 สารรีดิวซ์

2 ชม +1 + 2 ē →ชม 2 0 สารออกซิแดนท์

ปรับสมดุลจำนวนอิเล็กตรอนระหว่างตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์

อัล 0 – 3 → อัล +3

2H +1 + 2 ē → H 2 0

กำหนดค่าสัมประสิทธิ์สำหรับสารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์ ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันและรีดิวซ์

อัล 0 – 3 → อัล +3

2H +1 + 2 ē → H 2 0

วางค่าสัมประสิทธิ์ไว้หน้าสูตรของตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์

2 อัล+ 6 เอชซีแอล → 2 AlCl 3 + 3 ชม 2

ตรวจสอบสมการปฏิกิริยา

ลองนับจำนวนอะตอมทางขวาและซ้าย ถ้ามีจำนวนเท่ากัน เราจะทำให้สมการเท่ากัน

การรวมบัญชี

№1. กำหนดระดับการเกิดออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีโดยใช้สูตรของสารประกอบ:ชม 2 ส, โอ 2 , เอ็น.เอช. 3 , เอชเอ็นโอ 3 , เฟ, เค 2 Cr 2 โอ 7

№2. พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับสถานะออกซิเดชันของซัลเฟอร์ในระหว่างช่วงการเปลี่ยนภาพต่อไปนี้:ชม 2 ส → ดังนั้น 2 → ดังนั้น 3

№3. จัดเรียงค่าสัมประสิทธิ์ใน CHR โดยใช้วิธีสมดุลอิเล็กทรอนิกส์ ระบุกระบวนการออกซิเดชัน (การลดลง) ตัวออกซิไดซ์ (ตัวรีดิวซ์) เขียนปฏิกิริยาให้อยู่ในรูปที่สมบูรณ์และเป็นไอออนิก:

ก) สังกะสี + HCl = H 2 + สังกะสี 2

B) เฟ + CuSO 4 = เฟโซ 4 + ลูกบาศ์ก

№4. แดนส์แผนงานสมการปฏิกิริยา:
กับสหรัฐอเมริกา + HNO 3 ( เจือจาง) = ลูกบาศ์ก(หมายเลข 3 ) 2 + ส + ไม่ + เอช 2 โอ

เค+เอช 2 O = เกาะ + H 2
จัดเรียงสัมประสิทธิ์ในปฏิกิริยาโดยใช้วิธีสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์
ระบุสาร - ตัวออกซิไดซ์และสาร - ตัวรีดิวซ์

การบ้าน: หน้า 1 แบบฝึกหัด 1, 6 หน้า 7

บทเรียนนี้จะตรวจสอบสาระสำคัญของปฏิกิริยารีดอกซ์และความแตกต่างจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน อธิบายการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันของตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ มีการแนะนำแนวคิดเรื่องเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์

หัวข้อ: ปฏิกิริยารีดอกซ์

บทเรียน: ปฏิกิริยารีดอกซ์

พิจารณาปฏิกิริยาของแมกนีเซียมกับออกซิเจน ลองเขียนสมการของปฏิกิริยานี้และจัดเรียงค่าของสถานะออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบ:

ดังที่เห็นได้ว่าอะตอมของแมกนีเซียมและออกซิเจนในวัสดุตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยามีสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกัน ให้เราเขียนไดอะแกรมของกระบวนการออกซิเดชันและการรีดักชันที่เกิดขึ้นกับอะตอมของแมกนีเซียมและออกซิเจน

ก่อนปฏิกิริยา อะตอมแมกนีเซียมมีสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์ หลังจากปฏิกิริยา - +2 ดังนั้นอะตอมของแมกนีเซียมจึงสูญเสียอิเล็กตรอนไป 2 ตัว:

แมกนีเซียมบริจาคอิเล็กตรอนและตัวมันเองจะถูกออกซิไดซ์ ซึ่งหมายความว่าแมกนีเซียมเป็นตัวรีดิวซ์

ก่อนเกิดปฏิกิริยา สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนเป็นศูนย์ และหลังปฏิกิริยากลายเป็น -2 ดังนั้นอะตอมออกซิเจนจึงเพิ่มอิเล็กตรอน 2 ตัวเข้าไปในตัวมันเอง:

ออกซิเจนรับอิเล็กตรอนและลดลงในตัวเอง ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนเป็นสารออกซิไดซ์

มาเขียนโครงร่างทั่วไปของการเกิดออกซิเดชันและการลดลง:

จำนวนอิเล็กตรอนที่ให้เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับ รักษาสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์

ใน ปฏิกิริยารีดอกซ์กระบวนการออกซิเดชันและการรีดักชันเกิดขึ้นซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีเปลี่ยนไป นี่คือจุดเด่น ปฏิกิริยารีดอกซ์.

ปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาที่องค์ประกอบทางเคมีเปลี่ยนสถานะออกซิเดชัน

เรามาดูตัวอย่างเฉพาะของวิธีแยกแยะปฏิกิริยารีดอกซ์จากปฏิกิริยาอื่นๆ

1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

เพื่อที่จะบอกว่าปฏิกิริยาเป็นรีดอกซ์หรือไม่นั้นจำเป็นต้องกำหนดค่าของสถานะออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี

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

1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

โปรดทราบว่าสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดทางซ้ายและขวาของเครื่องหมายเท่ากับยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยานี้ไม่ใช่ปฏิกิริยารีดอกซ์

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

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

จากปฏิกิริยานี้ สถานะออกซิเดชันของคาร์บอนและออกซิเจนจึงเปลี่ยนไป นอกจากนี้คาร์บอนยังเพิ่มสถานะออกซิเดชันและออกซิเจนลดลง มาเขียนแผนการออกซิเดชันและการรีดักชัน:

C -8e = C - กระบวนการออกซิเดชั่น

О +2е = О - กระบวนการกู้คืน

เพื่อให้จำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับนั่นคือ ปฏิบัติตาม ความสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องคูณปฏิกิริยาครึ่งหลังด้วยปัจจัย 4:

C -8e = C - ตัวรีดิวซ์ออกซิไดซ์

O +2е = O 4 ตัวออกซิไดซ์ลดลง

ตัวออกซิไดซ์จะรับอิเล็กตรอนในระหว่างการทำปฏิกิริยา ซึ่งจะลดสถานะออกซิเดชันลง และจะลดลง

สารรีดิวซ์จะให้อิเล็กตรอนในระหว่างการทำปฏิกิริยาเพิ่มสถานะออกซิเดชันและถูกออกซิไดซ์

1. อ.มีกิจ สุข รวบรวมปัญหาและแบบฝึกหัดวิชาเคมี เกรด 8-11 / ค.ศ. มิกิทยัค. - อ.: สำนักพิมพ์. "ข้อสอบ" พ.ศ. 2552 (หน้า 67)

2. Orzhekovsky P.A. เคมี: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 9: หนังสือเรียน. เพื่อการศึกษาทั่วไป สถานประกอบการ / ป.ล. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. ปอนตัก. - อ.: AST: แอสเทรล, 2007. (§22)

3. Rudzitis G.E. เคมี: อนินทรีย์ เคมี. อวัยวะ เคมี: หนังสือเรียน. สำหรับเกรด 9 / จี.อี. Rudzitis, F.G. เฟลด์แมน. - อ.: การศึกษา, OJSC "หนังสือเรียนมอสโก", 2552 (§5)

4. คมเชนโก ไอ.ดี. รวบรวมปัญหาและแบบฝึกหัดวิชาเคมีสำหรับมัธยมปลาย - อ.: RIA “คลื่นลูกใหม่”: ผู้จัดพิมพ์ Umerenkov, 2008. (หน้า 54-55)

5. สารานุกรมสำหรับเด็ก เล่มที่ 17 เคมี / บทที่ เอ็ด วีเอ โวโลดิน, เวด. ทางวิทยาศาสตร์ เอ็ด ไอ. ลีนสัน. - อ.: Avanta+, 2003. (หน้า 70-77)

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมบนเว็บ

1. คอลเลกชันทรัพยากรการศึกษาดิจิทัลแบบครบวงจร (ประสบการณ์วิดีโอในหัวข้อ) ()

2. คอลเลกชันทรัพยากรการศึกษาดิจิทัลแบบครบวงจร (งานเชิงโต้ตอบในหัวข้อ) ()

3. วารสารอิเล็กทรอนิกส์เรื่อง "เคมีและชีวิต" ()

การบ้าน

1. หมายเลข 10.40 - 10.42 จาก “รวบรวมปัญหาและแบบฝึกหัดเคมีสำหรับมัธยมปลาย” โดย I.G. คมเชนโก ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 พ.ศ. 2551

2. การมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาของสารเชิงเดี่ยวเป็นสัญญาณที่แน่ชัดของปฏิกิริยารีดอกซ์ อธิบายว่าทำไม เขียนสมการปฏิกิริยาของสารประกอบ การแทนที่ และการสลายตัวที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจน O 2