Αντίδραση σύνδεσης με αλλαγή στον βαθμό οξείδωσης. Αντιδράσεις χωρίς και αλλάζοντας τον βαθμό οξείδωσης. Εργασίες για αυτο-αποφάσεις

Με την αλλαγή του βαθμού οξείδωσης, όλες οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους:

I. Αντίδραση χωρίς να αλλάξετε το πτυχίο Οξείδωση στοιχείωνπου αποτελούν μέρος των αντιδρώσεων ουσιών. Τέτοιες αντιδράσεις σχετίζονται με αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων.

Na2C03 + Η2Ο4 \u003d Na2SE2SE 4 + CO 2 + Η2Ο.

Ii. Αντιδράσεις που πηγαίνουν με αλλαγή στον βαθμό οξείδωσης στοιχείων,

που περιλαμβάνονται στις αντιδρώσεις ουσίες. Τέτοιες αντιδράσεις αναφέρονται σε αντιδράσεις οξειδωτικής αντίδρασης.

5NANO 2 + 2KMNO 4 + 3Η2S04 \u003d 5NANO3 + 2MNS04 + K2SE SO4 + 3H2O.

Βαθμός οξείδωσης(οξείδωση) - χαρακτηριστικά της κατάστασης των ατόμων στοιχείων στη σύνθεση του μορίου. Χαρακτηρίζει την ανομοιογενή κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων των στοιχείων και αντιστοιχεί στο φορτίο, το οποίο θα αποκτήσει ένα άτομο του στοιχείου, εάν όλα τα κοινά ηλεκτρονικά ζεύγη των χημικών τους δεσμών μετατοπίστηκαν προς το πιο ηλεκτροεγκεφαλικό στοιχείο. Ανάλογα με τη σχετική ηλεκτροενεργοποίηση των στοιχείων που σχηματίζουν επικοινωνία, το ζεύγος ηλεκτρονίων μπορεί να μετατοπιστεί σε ένα από τα άτομα ή να βρίσκεται συμμετρικά σε σχέση με τους ατομικούς πυρήνες. Επομένως, ο βαθμός οξείδωσης στοιχείων μπορεί να έχει αρνητική, θετική ή μηδενική τιμή.

Τα στοιχεία των οποίων τα άτομα λαμβάνουν ηλεκτρόνια από άλλα άτομα έχουν αρνητικό βαθμό οξείδωσης. Στοιχεία των οποίων τα άτομα δίνουν τα ηλεκτρόνια τους σε άλλα άτομα, έχουν θετικό βαθμό οξείδωσης. Ο μηδενικός βαθμός οξείδωσης έχει άτομα σε μόρια απλών ουσιών, καθώς και εάν η ουσία βρίσκεται σε ατομική κατάσταση.

Ο βαθμός οξείδωσης υποδεικνύεται +1, +2.

Χρέωση ιόντων 1+, 2+.

Ο βαθμός οξείδωσης του στοιχείου στη σύνδεση καθορίζεται από τους κανόνες:

1. Σκουπίστε την οξείδωση του στοιχείου στο Απλές ουσίες ίσο με το μηδέν.

2. Τα επιπλέον στοιχεία σε όλες σχεδόν τις ενώσεις της εκδηλώνονται με σταθερό βαθμό οξείδωσης. Αυτά τα στοιχεία περιλαμβάνουν:

Ο βαθμός οξείδωσης +1 (με εξαίρεση τα μεταλλικά υδρίδια).

Λειτουργεί τον βαθμό οξείδωσης -2 (με εξαίρεση τα φθοριούχα).

3. Τα στοιχεία Ι, ΙΙ και ΙΙΙ ομάδες των κύριων υποομάδων του περιοδικού συστήματος στοιχείων του D.I. Mendeleev έχουν σταθερό βαθμό οξείδωσης ίσο με τον αριθμό της ομάδας.

Στοιχεία NA, BA, ΑΛ: Ο βαθμός οξείδωσης +1, + 2, + 3, αντίστοιχα.

4. Για στοιχεία που έχουν μεταβλητό βαθμό οξείδωσης, υπάρχει μια έννοια της υψηλότερης και χαμηλότερης οξείδωσης.

Ο υψηλότερος βαθμός οξείδωσης του στοιχείου είναι ίσος με τον αριθμό της ομάδας του περιοδικού συστήματος στοιχείων του D.I. Remeeleev, στην οποία βρίσκεται το στοιχείο.

Στοιχεία Ν, Cl: Ο υψηλότερος βαθμός οξείδωσης + 5, + 7ctent.

Ο μικρότερος βαθμός οξείδωσης του στοιχείου είναι ίσος με τον αριθμό του περιοδικού συστήματος στοιχείων του D.IendeleEV, στην οποία το στοιχείο είναι μείον οκτώ.

Στοιχεία Ν, Cl: Κάτω βαθμός οξείδωσης -3, -1, αντίστοιχα.

5. Σε ιόντα ενός στοιχείου, ο βαθμός οξείδωσης του στοιχείου είναι ίσος με την επιβάρυνση του ιόντος.

Fe 3+ - Ο βαθμός οξείδωσης είναι +3. S 2- - Ο βαθμός οξείδωσης είναι -2.

6. Το σύστημα βαθμών οξείδωσης όλων των ατόμων στοιχείων στο μόριο είναι μηδέν.

Kno 3; (+1) + x + 3 · (-2) \u003d 0; X \u003d +5. Ο βαθμός οξείδωσης του αζώτου είναι +5.

7. Η σόγια των βαθμών οξείδωσης όλων των ατόμων στοιχείων στο ιόν ισούται με την επιβάρυνση του ιόντος.

Έτσι 4 2-; X + 4 · (-2) \u003d -2; X \u003d +6. Ο βαθμός οξείδωσης θείου είναι +6.

8. Σε ενώσεις που αποτελούνται από δύο στοιχεία, το στοιχείο που καταγράφεται στα δεξιά, έχει πάντοτε χαμηλότερο βαθμό οξείδωσης.

Οι αντιδράσεις στις οποίες ο βαθμός οξείδωσης των στοιχείων αλλάζει σε οξειδωτικές αναγωγικές αντιδράσεις / OSR. Αυτές οι αντιδράσεις αποτελούνται από διαδικασίες οξείδωσης και ανάκτησης.

ΟξείδωσηΗ διαδικασία ανάκρουσης ηλεκτρονίων ονομάζεται στοιχείο που περιλαμβάνεται στο άτομο, το μόριο ή το ιόν.

Al 0 - 3e \u003d al 3+

H 2 - 2E \u003d 2h +

FE 2+ - E \u003d FE 3+

2CL - - 2E \u003d Cl2

Όταν η οξείδωση του βαθμού οξείδωσης του στοιχείου αυξάνεται. Η ουσία (άτομο, μόριο ή ιόν), ο οποίος περιλαμβάνει ένα στοιχείο, παράγοντας ηλεκτρόνια, ονομάζεται αναγωγικός παράγοντας. Al, H2, Fe 2+, Cl - - - - Ο αναγωγικός παράγοντας οξειδώνεται.

ΑποκατάστασηΗ διαδικασία σύνδεσης των ηλεκτρονίων ονομάζεται στοιχείο που περιλαμβάνεται στο άτομο, το μόριο ή το ιόν.

CL 2 + 2E \u003d 2Cl -

FE 3+ + E \u003d FE 2+

Κατά την αποκατάσταση του βαθμού οξείδωσης του στοιχείου μειώνεται. Η ουσία (άτομο, μόριο ή ιόν), ο οποίος περιλαμβάνει ένα στοιχείο που λαμβάνουν ηλεκτρόνια, ονομάζεται οξειδωτικός παράγοντας. S, Fe 3+, CL 2 - Οξειδφέδες. Ο οξειδωτής αποκαθίσταται.

Ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων στο σύστημα κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης δεν αλλάζει. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που χορηγούνται από τον αναγωγικό παράγοντα ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που συνδέονται με τον οξειδωτικό παράγοντα.

Για να συντάξετε την εξίσωση της αντίδρασης οξειδοαναγωγής (HSR) σε διαλύματα, ιόν Ηλεκτρονική μέθοδος (Μέθοδος ημι-πόρων).

Το OSR μπορεί να προχωρήσει σε όξινα, ουδέτερα ή αλκαλικά μέσα. Στις εξισώσεις αντίδρασης, η πιθανή συμμετοχή μορίων ύδατος (HOH) και περιέχεται στο διάλυμα ανάλογα με τη φύση του μέσου περίσσειας ιόντων H + ή είναι:

Σε ένα όξινο περιβάλλον - μη και ιόντα Η +;

Στο ουδέτερο μέσο - μόνο μη?

Σε ένα αλκαλικό περιβάλλον - μη ιόντα είναι.

Στην προετοιμασία των εξισώσεων HSI, είναι απαραίτητο να προσχωρήσουμε σε μια συγκεκριμένη ακολουθία:

1. Laptop Το σχήμα αντίδρασης.

2. Συμπληρώστε τα στοιχεία που άλλαξαν τον βαθμό οξείδωσης.

3. Laptop Το σχήμα σε μια σύντομη μοριακή μορφή ιόντων: ισχυρά ηλεκτρολύτες με τη μορφή ιόντων, αδύναμοι ηλεκτρολύτες με τη μορφή μορίων.

4. Δημιουργήστε εξισώσεις διαδικασιών οξείδωσης και ανάκτησης (εξίσωση μισού πόρων). Για να το κάνετε αυτό, γράψτε στοιχεία που αλλάζουν τον βαθμό οξείδωσης με τη μορφή πραγματικών σωματιδίων (ιόντα, ατόμων, μορίων) και εξισορροπούν τον αριθμό κάθε στοιχείου στα αριστερά και δεξιά μέρη της ημι-αντίδρασης.

Σημείωση:

Εάν το αρχικό υλικό περιέχει λιγότερα άτομα οξυγόνου από τα προϊόντα (RO 4 3-), τότε η έλλειψη οξυγόνου παρέχεται από το μέσο.

Εάν το αρχικό υλικό περιέχει περισσότερα άτομα οξυγόνου από τα προϊόντα (SO 4 2- SO2), κατόπιν το απαλλαγμένο οξυγόνο συνδέεται με το μέσο.

5. Eurade αριστερά και δεξιά τμήματα των τελών από τον αριθμό των χρεώσεων. Για να το κάνετε αυτό, προσθέστε ή αφαιρέστε τον απαιτούμενο αριθμό ηλεκτρονίων.

6. Τρώγοντας πολλαπλασιαστές για ημι-σχηματισμούς οξείδωσης και μείωσης έτσι ώστε ο αριθμός των ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια της οξείδωσης να είναι ίση με τον αριθμό των ηλεκτρονίων κατά την ανάκτηση.

7. Χωρίς ημικότανα οξείδωσης και ανάκτησης, λαμβάνοντας υπόψη τους παραγόντες που βρέθηκαν.

8.Arted ιόντων-μοριακή εξίσωση για να γράψετε σε μοριακή μορφή.

9.Sclude Έλεγχος οξυγόνου.

Τρεις τύποι αντιδράσεων οξειδοαναγωγής διακρίνουν:

α) Διαμολλικές αντιδράσεις στις οποίες ο βαθμός οξείδωσης μεταβάλλεται στα στοιχεία που αποτελούν μέρος διαφόρων μορίων.

2KMNO 4 + 5NANO 2 + 3Η2SE 4 2MNSO 4 + 5NANO 3 + Κ2 Έτσι 4 + 3 ώρες

β) Οι ενδομοριακές αντιδράσεις στις οποίες ο βαθμός οξείδωσης μεταβάλλεται στα στοιχεία που αποτελούν μέρος του μορίου.

Επεξεργασίες Redox. Σχεδίαση αντιδράσεων οξειδωτικής αντίδρασης (OSR). Τη μέθοδο της λογιστικής μεταβολής των βαθμών της οξείδωσης των στοιχείων. Τύποι OSR. Η ION-Ηλεκτρονική μέθοδος σύνταξης ABS. Την έννοια του τυπικού δυναμικού ηλεκτροδίου. Η χρήση τυποποιημένων δυνατοτήτων οξειδοαναγωγής για τον προσδιορισμό της κύριας δυνατότητας μιας διαδικασίας οξειδοαναγωγής.

Θέμα 4.2.1. Βαθμός οξείδωσης

Ο βαθμός οξείδωσης είναι ένας θετικός ή αρνητικός αριθμός που αντιστοιχεί σε κάθε άτομο στην ένωση και ίσο με το φορτίο του ατόμου, υπό την προϋπόθεση ότι όλοι οι χημικοί δεσμοί στην ένωση είναι ιονική. Δεδομένου ότι ενώσεις με καθαρό ιοντικό χαρακτήρα Χημικός δεσμός Δεν υπάρχουν, οι πραγματικές χρεώσεις σε άτομα δεν συμπίπτουν ποτέ με τους βαθμούς οξείδωσης. Ωστόσο, η χρήση βαθμών οξείδωσης σας επιτρέπει να λύσετε έναν αριθμό χημικών εργασιών.

Ο βαθμός οξείδωσης του στοιχείου σε ενώσεις καθορίζεται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους που εμπλέκονται στο σχηματισμό του χημικού δεσμού αυτού του στοιχείου. Αλλά συνήθως, η ηλεκτρονική διαμόρφωση των ηλεκτροβόλων σθένους δεν καθορίζει την ηλεκτρονική διαμόρφωση της οξείδωσης των στοιχείων και να χρησιμοποιεί έναν αριθμό εμπειρικών κανόνων:

1. Το άθροισμα των βαθμών οξείδωσης των ατόμων στο σωματίδιο είναι ίσο με το Ηλεκτρική φόρτιση.

2. Σε συνηθισμένες ουσίες (που αποτελούνται από ένα μόνο στοιχείο, μόνο ένα στοιχείο), ο βαθμός οξείδωσης του στοιχείου είναι μηδέν.

3. Σε δυαδικές ενώσεις (που αποτελούνται από δύο στοιχεία), ο αρνητικός βαθμός οξείδωσης αντιστοιχεί σε άτομο με μεγαλύτερη ηλεκτρομερετικότητα. Τυπικά, οι τύποι χημικών ενώσεων καταγράφονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε ένα πιο ηλεκτροενεργητικό άτομο να βρίσκεται στον δεύτερο τύπο, αν και ορισμένοι τύποι μπορούν να καταγραφούν και αλλιώς:

Ή (γενικά αποδεκτή είσοδος), Or.

4. Σε σύνθετες ενώσεις, οι σταθερούς βαθμούς οξείδωσης αποδίδονται σε ορισμένα άτομα:

- Το φθόριο έχει πάντα βαθμό οξείδωσης -1.

- τα μεταλλικά στοιχεία έχουν συνήθως θετικό βαθμό οξείδωσης.

- το υδρογόνο συνήθως έχει ένα βαθμό οξείδωσης +1 (,), αλλά σε ενώσεις με μέταλλα (υδρίδια) τον βαθμό οξείδωσης -1:,

- Για το οξυγόνο, ο βαθμός οξείδωσης -2 χαρακτηρίζεται, αλλά με ένα πιο ηλεκτροριθμητικό φθόριο και σε ενώσεις υπεροξειδίου ,,, (πίεση νατρίου).

- Ο μέγιστος θετικός βαθμός οξείδωσης στοιχείων συνήθως συμπίπτει με τον αριθμό ομάδας στο οποίο βρίσκεται το στοιχείο (Πίνακας 1).

Εξαιρέσεις:

1) Ο μέγιστος βαθμός οξείδωσης είναι μικρότερος από τον αριθμό της ομάδας: F, O, HE, NE, AR, η υποομάδα κοβαλτίου: CO (+ 2, + 3). RH, IR (+ 3, + 4, + 6), υποομάδα νικελίου: Ni (+2, σπάνια +4). PD, PT (+ 2, + 4, σπάνια +6).

2) Ο μέγιστος βαθμός οξείδωσης είναι υψηλότερος από τον αριθμό ομάδας: τα στοιχεία της υποομάδας του χαλκού: Cu (+1, +2), AU (+1, +3).

- Ο αρνητικός βαθμός οξείδωσης των μη μεταλλικών στοιχείων ορίζεται ως ο αριθμός των μείον 8 (Πίνακας 4.1).

Πίνακας 4.1. Ο βαθμός οξείδωσης ορισμένων στοιχείων

Στοιχείο	Αριθμός ομάδας	Μέγιστος θετικός βαθμός οξείδωσης	Κάτω αρνητικός βαθμός οξείδωσης
Na.
Al
Ν.			5 – 8 = -3
ΜΙΚΡΟ.			6 – 8 = -2
Cl.			7 – 8 = -1

Συχνά οι δυσκολίες στον προσδιορισμό των βαθμών οξείδωσης σε σύνθετες ενώσεις - άλατα, ο τύπος των οποίων περιέχει πολλά άτομα για τα οποία είναι δυνατά διαφορετικοί βαθμοί οξείδωσης. Σε αυτή την περίπτωση, μην το κάνετε χωρίς τη γνώση της γενετικής σύνδεσης μεταξύ των κύριων τάξεων δεν ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣΣυγκεκριμένα, η γνώση των οξέων τύπων, τα παράγωγα των οποίων είναι ορισμένα άλατα.

Για παράδειγμα: Προσδιορίστε τον βαθμό οξείδωσης στοιχείων στη σύνδεση Cr 2 (ΕΤΣΙ. 4 ) 3 . Η συζήτηση του φοιτητή σε αυτή την περίπτωση μπορεί να κατασκευαστεί με τέτοιο τρόπο: Cr 2 (ΕΤΣΙ. 4 ) 3 - Πρόκειται για ένα μέσο άλας θειικού οξέος, στο οποίο οι βαθμοί της οξείδωσης των στοιχείων εξαπλώνονται απλά. ΣΤΟ Cr 2 (ΕΤΣΙ. 4 ) 3 Το θείο και το οξυγόνο έχουν τους ίδιους βαθμούς οξείδωσης, ενώ το θειικό ιόν έχει 2-:. Λαμβάνοντας εύκολα τον βαθμό οξείδωσης χρωμίου :. Δηλαδή, αυτό το άλας είναι θειικό χρωμίου (III) :.

Θέμα 4.2.2. Διαδικασίες Redox

Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής (OSR) είναι αντιδράσεις που εμφανίζονται με μια αλλαγή στον βαθμό οξείδωσης των στοιχείων. Η αλλαγή στους βαθμούς οξείδωσης συμβαίνει λόγω της μετάβασης των ηλεκτρονίων από ορισμένα σωματίδια στο άλλο.

Η διαδικασία απώλειας του σωματιδίου των ηλεκτρονίων ονομάζεται οξείδωση, το ίδιο το σωματίδιο οξειδώνεται. Η διαδικασία σύνδεσης του σωματιδίου των ηλεκτρονίων ονομάζεται αποκατάσταση, η ίδια η ίδια είναι αποκατασταθεί. Δηλαδή, οι αντιδράσεις Redox είναι η ενότητα δύο αντίθετων διεργασιών.

Ο οξειδωτής είναι ένα αντιδραστήριο στο οποίο υπάρχει ένα στοιχείο που μειώνει τον βαθμό οξείδωσης κατά τη διάρκεια της ASP λόγω της προσθήκης ηλεκτρονίων. Ο αναγωγικός παράγοντας είναι ένα αντιδραστήριο στο οποίο υπάρχει ένα στοιχείο που αυξάνει τον βαθμό οξείδωσης λόγω της απώλειας ηλεκτρονίων.

Για παράδειγμα:

αναγωγικό μέσο:

οξειδωτής:

αναγωγικό μέσο:

οξειδωτής:

Πολλές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής συνοδεύονται από μια αλλαγή στο χρώμα του διαλύματος.

Για παράδειγμα:


μωβ	πράσινος	καφέ	άχρωμος

Πολλές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής χρησιμοποιούνται ευρέως στην πράξη.

Κύριοι τύποι

Redox αντιδράσεις

1) Διαμάντασμα (η αντίδραση της εξωτερικής ηλεκτρονικής μεταφοράς) είναι οι αντιδράσεις στους οποίους διεξάγεται η ηλεκτρονική μεταφορά μεταξύ διαφορετικών αντιδραστηρίων, δηλαδή ο οξειδωτικός παράγοντας και ο αναγωγικός παράγοντας περιλαμβάνονται σε διαφορετικές ουσίες.

Ok-f

2) ενδομοριακές (ενδοοικονομικές αντιδράσεις ηλεκτρονικής μεταφοράς) - σε αυτές τις αντιδράσεις Διαφορετικά στοιχεία Οι ίδιες ουσίες είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας και ο αναγωγικός παράγοντας.

3) Η αντίδραση της αυτοκαταστροφής - αυτο-επούλωση (δυσανάλογη) - σε αυτές τις αντιδράσεις, ο βαθμός οξείδωσης του ίδιου στοιχείου και αυξάνεται και μειώνεται.

Θέμα 4.2.3. Τυπικά οξειδωτικά

1) Tetraoxiananganate (VII) Καλάμι -

Οξειδωτικές ιδιότητες του ιόντος εξαρτώνται από τη φύση του περιβάλλοντος:

Μέσο περιβλήματος:

Ουδέτερο περιβάλλον:

Αλκαλικό περιβάλλον:

2) καλίου διχρωμίου -

Οξειδωτικές ιδιότητες εξαρτώνται επίσης από τη φύση του περιβάλλοντος:

Μέσο περιβλήματος:

Ουδέτερο περιβάλλον:

Αλκαλικό περιβάλλον:

3) αλογόνα.

4) υδρογόνο σε αραιωμένα οξέα.

5) Συγκεντρωμένο θειικό οξύ

Τα προϊόντα ανάκτησης θείου εξαρτώνται από τη φύση του αναγωγικού παράγοντα:

Μη αποτελεσματικό μέταλλο:

Μεταλλική μεσαία δραστηριότητα:

Ενεργό μέταλλο:

6) νιτρικό οξύ

Σε νιτρικό οξύ, οποιαδήποτε συγκέντρωση στον ρόλο μιας οξειδωτικής δράσης που δεν είναι πρωτόνια, αλλά άζωτο που έχει βαθμό οξείδωσης +5. Επομένως, το υδρογόνο δεν ξεχωρίζει ποτέ σε αυτές τις αντιδράσεις. Λόγω του γεγονότος ότι το άζωτο έχει μεγάλη ποικιλία βαθμών οξείδωσης, έχει επίσης ένα ευρύ φάσμα προϊόντων ανάκτησης. Τα προϊόντα μείωσης του νιτρικού οξέος εξαρτώνται από τη συγκέντρωση και τη μείωση του παράγοντα.

Στην αλληλεπίδραση του πυκνού νιτρικού οξέος με μέταλλα, το οξείδιο του αζώτου (IV) είναι συνήθως απομονωμένο και με μη μετάλλων - οξείδιο του αζώτου (II):

Μεταλλική αλληλεπίδραση:

Αλληλεπίδραση με μη μεταλλολόλη:

Στην αλληλεπίδραση του αραιού νιτρικού οξέος με μέταλλα, τα προϊόντα εξαρτώνται από τη δραστηριότητα του μετάλλου:

Μη αποτελεσματικό μέταλλο:

Ενεργό μέταλλο:

- Ενεργό μέταλλο και πολύ αραιωμένο οξύ:

7) ως οξειδωτικά χρησιμοποιούν επίσης PBO 2. , Mno 2. .

Θέμα 4.2.4. Τυπικοί αναγωγικοί παράγοντες

ένας). Ιόντα αλογονοενίδων.

Σε ορισμένες ιδιότητες ανάκτησης αυξάνονται:

2). και το αλάτι της:

3). Αμμωνία και άλατα αμμωνίου:

τέσσερα). Παράγωγα:

ΣΤΟ υδατικές λύσεις Τα συγκροτήματα περνούν εύκολα στα συγκροτήματα:

πέντε). Όλα τα μέταλλα είναι ικανά, αν και σε διαφορετικούς βαθμούς, για να δείξουν ιδιότητες αποκατάστασης.

6). Ο κλάδος χρησιμοποιεί υδρογόνο, άνθρακα (με τη μορφή άνθρακα ή οπτάνθρακα) και ΕΤΣΙ .

Θέμα 4.2.5. Ενώσεις που μπορούν να δείξουν και να οξειδωθούν και να μειώσουν τις ιδιότητες

Ορισμένα στοιχεία στον ενδιάμεσο βαθμό οξείδωσης έχουν Dealox, δηλ. Οι οξειδωτικοί είναι ικανοί να εκδηλωθούν ως αναγωγικοί παράγοντες και με αναγωγικούς παράγοντες συμπεριφέρονται σαν οξειδωτικοί παράγοντες.

Nano 3; Na 2 SO 4; ΜΙΚΡΟ; Nh 2 oh; Η 2 o 2 . Για παράδειγμα:

Η 2 o 2 - Επαναφορά:

Η 2 o 2 - οξειδωτικό:

Για παράδειγμα , Η 2 o 2 μπορεί να υποβληθεί σε αντιδράσεις δυσανάλογων:

Θέμα 4.2.3. Παρασκευή αντιδράσεων οξειδωτικής αντίδρασης

Για την κατάρτιση της OSR χρησιμοποιεί δύο μεθόδους:

1) Μέθοδος ηλεκτρονικής ισορροπίας:

Αυτή η μέθοδος βασίζεται στη χρήση βαθμών οξείδωσης.

Ο βαθμός οξείδωσης του μαγγανίου μειώνεται κατά 5 μονάδες,

Ταυτόχρονα, ο βαθμός οξείδωσης χλωρίου αυξάνεται κατά 1 μονάδα, αλλά λαμβάνοντας υπόψη το προκύπτον προϊόν αντίδρασης - μια απλή ουσία που περιέχει 2 προσευχή ατόμων χλωρίου - κατά 2 μονάδες.

Γράφουμε αυτά τα επιχειρήματα με τη μορφή ισορροπίας και βρίσκουμε τους κύριους συντελεστές που χρησιμοποιούν την έννοια ενός γενικού πολλαπλού για τους αριθμούς που δείχνουν αυξημένα Δηλαδή και μείωση των βαθμών οξείδωσης:

Βάζουμε τους προκύπτοντες συντελεστές στην εξίσωση. Λαμβάνεται με αυτό, ο οποίος δεν είναι μόνο ένας οξειδωτικός παράγοντας, αλλά επίσης δεσμεύει τα προϊόντα αντίδρασης - τα ιόντα αντίδρασης - μαγγανίου και καλίου (ο βαθμός οξείδωσης σε αυτή την περίπτωση δεν αλλάζει), δηλαδή, ο συντελεστής πριν από το προκύπτει από το ισορροπία.

Οι υπόλοιποι συντελεστές βρίσκονται κατά τον υπολογισμό της ισορροπίας των ατόμων, στη συνέχεια στην ισορροπία των ατόμων που βρίσκουμε τον τελικό συντελεστή πριν και στην ισορροπία των ατόμων που βρίσκουμε τον αριθμό των υδάτων νερού.

Για να επαληθεύσετε την ορθότητα των επιλεγμένων συντελεστών, υπολογίζουμε την ισορροπία των moles των ατόμων οξυγόνου. Σύμφωνα με την τελική εξίσωση, μπορεί να φανεί ότι από 16 γραμμομόρια του οξέος, που λαμβάνονται για την αντίδραση, 10 γραμμομόρια καταναλώνονται για τη μείωση και 6 γραμμομόρια - να δεσμεύονται με την αντίδραση των ιόντων μαγγανίου (II) και του καλίου.

2) Ιόνιο - Ηλεκτρονική μέθοδος (Μέθοδος ημι-πόρων):

Ο οξειδωτής είναι μέρος του ιόντος.

Στην ιδιωτική εξίσωση της αντίδρασης ανάκτησης για την ισορροπία των ατόμων προς τα αριστερά, είναι απαραίτητο να προστεθούν κατιόντα υδρογόνου για να δεσμεύσουν τα άτομα οξυγόνου στο νερό,

Και για την ισορροπία των τελών στο ίδιο αριστερό μέρος της εξίσωσης, προσθέστε 5 γραμμομόρια ηλεκτρονίων. Παίρνουμε:

Ο αναγωγικός παράγοντας είναι το ιόν, το οποίο περιλαμβάνει.

Στην ιδιωτική εξίσωση αντίδρασης οξείδωσης Για την ισορροπία των ατόμων, είναι απαραίτητο να προστεθούν κατιόντα υδρογόνου για τη σύνδεση των επιπλέον ατόμων οξυγόνου στο νερό, Και για την ισορροπία των χρεώσεων στο ίδιο δικαίωμα της εξίσωσης, προσθέστε 2 ηλεκτρόνια προσευχής. Παίρνουμε:

Έτσι, έχουμε δύο ημιρενικά:

Για εξίσωση, πολλαπλασιάστε τον πρώτο μισό σχηματισμό κατά 2, και το δεύτερο - να βάλει δύο μισά αντιδράσεις.

Πλήρης εξίσωση ιόντων:

Αποκτήστε τους ίδιους όρους:

Μετά τη μείωση των συντελεστών της συνολικής εξίσωσης ιόντων μπορεί να μεταφερθεί στη μοριακή εξίσωση.

Θέμα 4.2.4. Έννοια του τυποποιημένου δυναμικού ηλεκτροδίου

Η πιθανότητα διαρροής της αντίδρασης οξειδοαναγωγής κρίνεται από τις τιμές Δυναμικά ηλεκτροδίων Ξεχωριστή έμφαση.

Εάν η μεταλλική πλάκα βυθιστεί σε ένα διάλυμα που περιέχει τα ιόντα αυτού του μετάλλου, στη συνέχεια στο σύνορο, το μέταλλο - το διάλυμα είναι η διαφορά των δυνατοτήτων, η οποία προσαρμόζεται από το δυναμικό ηλεκτροδίων φ. Τα δυναμικά ηλεκτροδίων προσδιορίζονται πειραματικά. Για τυποποιημένες συνθήκες (η συγκέντρωση διαλυμάτων 1 mol / l, t \u003d 298 k), αυτά τα δυναμικά ονομάζονται πρότυπο, δηλώνεται φ 0. Οι τιμές των τυποποιημένων δυνατοτήτων ηλεκτροδίων συνήθως μετριούνται σε σχέση με το πρότυπο ηλεκτρόδιο υδρογόνου και το μόλυβδο σε πίνακες αναφοράς.

2N + + 2ē \u003d Η2 φ 0 \u003d 0.

Το πρότυπο δυναμικό ηλεκτροδίων συνδέεται με την ελεύθερη ενέργεια του Gibbs. Για αντίδραση υπό τυπικές συνθήκες:

Δg \u003d - nfφ 0

Faraday F-96500 (F \u003d 96500 cl / mol), η η είναι ο αριθμός των φορητών ηλεκτρονίων.

Η τιμή του δυναμικού ηλεκτροδίων εξαρτάται από τη συγκέντρωση αντιδραστηρίων και θερμοκρασίας. Αυτή η εξάρτηση εκφράζεται από την εξίσωση Nernst:

όπου φ είναι η τιμή του δυναμικού ηλεκτροδίου, ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση.

Όχι 3 - + 2ē + Η2Ο \u003d Νο 2 - + 2OH -, φ 0 \u003d - 0,01B

Λαμβάνουμε υπόψη ότι \u003d \u003d 1 mol / l, pH + ron \u003d 14, ρΗ \u003d -LG, LG \u003d -LG - 14.

Το δυναμικό ηλεκτροδίων εξαρτάται από την οξύτητα του ρΗ. Με την οξίνιση του διαλύματος (με μείωση του ρΗ), η οξειδωτική λειτουργία αριθ. 3 θα αυξηθεί.

Θέμα 4.2.5. Την κατεύθυνση της ροής του OSR

redox αντιδράσεις

Σύμφωνα με την αξία του τυποποιημένου δυναμικού ηλεκτροδίου Φ O, μπορεί κανείς να κρίνει τις ιδιότητες αποκατάστασης του συστήματος: Η αρνητική τιμή του φ Ορ, όσο ισχυρότερη είναι η ιδιότητα αποκατάστασης, Και η μισή αντίδραση είναι ευκολότερη να πάει αριστερά δεξιά.

Για παράδειγμα, συγκρίσιμα συστήματα:

Li + + e ─ \u003d li, φ 0 \u003d -3,045 b; Τονωτικό

BA 2+ + 2E ─ \u003d ba, φ 0 \u003d - 2.91B μεταλλική δραστηριότητα

Mg 2+ + 2Ε ─ \u003d mg, φ 0 \u003d -2,363 β. πέφτει ως αυξανόμενη

Zn 2+ + 2e - \u003d zn, φ Ορ \u003d -0.763 σε στάνταρ

Fe 2+ + 2E ─ \u003d fe, φ 0 \u003d -0,44 b; Δυναμικό ηλεκτρόδιο φ. σχετικά με

CD 2+ + 2E ─ \u003d CD, φ 0 \u003d - 0,403 β.

Pd 2+ + 2e - \u003d pd, φ Ορ \u003d 0,987 in

Pt 2+ + 2e - \u003d pt, φ Ορ \u003d 1,188 in

AU 3+ + 3E ─ \u003d au, φ 0 \u003d 1,50 Β.

Σε μια σειρά μειωμένων συστημάτων, η μείωση της αρνητικής τιμής του φ Ο υποδεικνύεται από την πτώση της ικανότητας μείωσης των συστημάτων. Το λίθιο είναι η πιο μεγαλύτερη ικανότητα ανάκαμψης, δηλαδή, το λίθιο είναι το πιο ενεργό από τα που παρουσιάζονται μέταλλα, ευκολότερο για όλους χάνει τα ηλεκτρόνια του και πηγαίνει σε θετικό βαθμό οξείδωσης. Η μείωση της δραστηριότητας των μετάλλων πέφτει σε μια σειρά Li - Ba - MG - Zn - Fe - CD - PD - PT - AU.

Το μέγεθος των δυνατοτήτων ηλεκτροδίων του Ν. Ν. Beketov τοποθετούνται μέταλλα στην λεγόμενη ηλεκτροχημική σειρά μετάλλων, στα οποία το δυναμικό ηλεκτροδίων του ηλεκτροδίου υδρογόνου λαμβάνεται ανά σημείο σύγκρισης

Li n nn zn cr fe co ni Η. Cu ag pd hg pt au

Η μεταλλική δραστηριότητα μειώνεται

1) μέταλλα που στέκονται σε μια σειρά τάσης στο υδρογόνο (ενεργά μέταλλα για τα οποία φ 0 < 0), взаимодействуют с разбавленными кислотами с вытеснением водорода.

2) Κάθε επόμενη μετάλλου μετατοπίζει τα προηγούμενα μέταλλα από το αλάτι του.

Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του φ περίπου, όσο ισχυρότερη είναι οι οξειδωτικές ιδιότητες του συστήματος, και η μισή αντίδραση είναι ευκολότερη από αριστερά προς τα δεξιά.

Για παράδειγμα, συγκρίσιμα συστήματα:

Όπως φαίνεται από τις τιμές των τυποποιημένων δυνατοτήτων ηλεκτροδίων F 2 - ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας, στη σειρά F 2-Cl2 - BR 2 - i2, οι οξειδωτικές ιδιότητες των απλών αλογόνων είναι πτώση.

Η σύγκριση των τιμών των τυποποιημένων δυνατοτήτων ηλεκτροδίων διαφόρων συστημάτων μπορεί να κριθεί στην κατεύθυνση της αντίδρασης οξείδωσης στο σύνολό της: ένα σύστημα με μια πιο θετική τιμή φ Ο οξειδωτή και το σύστημα με λιγότερη θετική τιμή του προτύπου Το δυναμικό ηλεκτροδίων είναι ένας αναγωγικός παράγοντας.

Για παράδειγμα:

α) Για να αποκτήσετε BR 2 από την οξείδωση των ιόντων BR - μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το CL 2:

CL 2 + 2E - \u003d 2Cl -, φ Ο \u003d 1,359 στο

BR 2 + 2E - \u003d 2BR -, φ Ο \u003d 1,065 σε

Συνολική αντίδραση: Cl2 + 2BR - \u003d BR 2 + 2Cl -

Πλήρης αντίδραση: CL 2 + 2 KR \u003d BR 2 + 2 KCI;

β) και να επιτευχθεί F 2 με οξείδωση ιόντων F - είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί CL 2:

F 2 + 2e - \u003d 2f -, φ Ο \u003d 2,870 in

CL 2 + 2E - \u003d 2Cl -, φ Ο \u003d 1,359 στο

Συνολική αντίδραση: F 2 + 2Cl - \u003d Cl2 + 2f -, δηλαδή, η αντίδραση Cl2 + 2 kf \u003d δεν μπορεί να ρέει.

Μπορείτε επίσης να προσδιορίσετε την κατεύθυνση της διαρροής και τις πιο σύνθετες αντιδράσεις απόρξης.

Για παράδειγμα, θα απαντήσει στην ερώτηση: είναι δυνατόν να αποκατασταθούν τα ιόντα MnO 4 - Fe 3 + σε ένα όξινο περιβάλλον; Δηλαδή, εάν η αντίδραση ρέει:

MnO 4 - + Η + Fe 3+ \u003d Mn 2+ + Fe 2+ + Η2Ο;

OSN. COEF.

ΜΝΟ 4 - + 8Η + + 5Ε - \u003d Μη 2+ + 4Η2Ο, φ Οΐ 1 \u003d 1.505 V, 1

Δεδομένου ότι φ Ο1\u003e φ Ο 2, τότε η πρώτη μισή ακρίβεια προχωρά στην προς τα εμπρός και το δεύτερο σε σχέση με τις πρώτες διαρροές προς την αντίθετη κατεύθυνση. Στη συνέχεια, η εξισορρόπηση του αριθμού των ηλεκτρονίων φορητών στις αντιδράσεις και η μείωση των ηλεκτρονίων, λαμβάνουμε την ακόλουθη συνολική αντίδραση:

Σε αυτή την αντίδραση, οι συντελεστές μπροστά από όλες τις ενώσεις διπλασιάζονται σε σύγκριση με τους συντελεστές που λαμβάνονται στην εξίσωση ιόντων, δεδομένου ότι ελήφθησαν θειικά αντίδρασης σιδήρου (III) στα προϊόντα αντίδρασης, έχοντας Fe 2 (SO4) 3 Formula και που περιέχουν 2 άτομα προσευχής Fe (III).

Πρακτική 4.2. Redox αντιδράσεις

1. Σχεδιάζοντας αντιδράσεις οξειδοαναγωγής με τη μέθοδο που βασίζεται στην αλλαγή του βαθμού οξείδωσης των στοιχείων στην ένωση.

Παράδειγμα 1.

KMNO 4 + NA 2 SO 3 + H2SE 4 → MNSO 4 + ...

KMN +7O 4 - Οξιδεύοντας: Σε όξινο μέσο Μη +7 → Μη +2, ο βαθμός οξείδωσης μειώνεται κατά 5 μονάδες. NA 2S +4O 3 - Επαναφορά: S +4 → S +6, ο βαθμός οξείδωσης αυξάνεται κατά 2 μονάδες. Για να θέσουμε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, βρίσκουμε ένα πολλαπλάσιο για τους αριθμούς που δείχνουν την αύξηση και τη μείωση των βαθμών οξείδωσης:

2 mole Atoms Mn (VII) απαιτούν 5 γραμμομόρια ατόμων S (IV):

2 MN +7 + 5 S +4 \u003d 2 mn +2 + 5 S +6 είναι οι κύριοι συντελεστές για την οξείδωση και τον αναγωγικό παράγοντα. Προσθέτω τα προϊόντα της αντίδρασης, υποκαθιστούμε τους κύριους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, τότε υπολογίζουμε την ισορροπία άλλων στοιχείων: k, na, s και n:

Για να επαληθεύσετε την ορθότητα των επιλεγμένων συντελεστών, υπολογίζουμε την ισορροπία των moles των ατόμων οξυγόνου. Το άθροισμα των συντελεστών στην εξίσωση της αντίδρασης οξειδοαναγωγής είναι 21.

Παράδειγμα 2.

Εκχυλίστε και εξισορρόπηση της αντίδρασης απόρξης:

KMNO 4 + NA 2 SO 3 + H2O → MNO 2 + ...

KMN +7O 4 - Οξειδωτή: Στο ουδέτερο μέσο MN +7 → Mn +4, ο βαθμός οξείδωσης μειώνεται κατά 3 μονάδες. NA 2S +4O 3 - Επαναφορά: S +4 → S +6, ο βαθμός οξείδωσης αυξάνεται κατά 2 μονάδες. Για να θέσουμε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, βρίσκουμε ένα πολλαπλάσιο για τους αριθμούς που δείχνουν την αύξηση και τη μείωση των βαθμών οξείδωσης:

2 λεπτά ατόμων MN (VII) 3 προσευχή άτομα S (IV) απαιτούνται:

2 mn +7 + 3 S +4 \u003d 2 mn +4 + 3 s +6 - Αυτοί είναι οι κύριοι συντελεστές για την οξείδωση και τη μείωση. Προσθέτω τα προϊόντα αντίδρασης, υποκαθιστούμε τους κύριους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, τότε υπολογίζουμε την ισορροπία άλλων στοιχείων: k, na και n:

Παράδειγμα 3.

Εκχυλίστε και εξισορρόπηση της αντίδρασης απόρξης:

KMNO 4 + NA 2 SO 3 + KOH → K 2 MNO 4 + ...

KMN +7O 4 - Οξιδεύοντας: Σε ένα αλκαλικό μέσο MN +7 → Mn +6, ο βαθμός οξείδωσης μειώνεται κατά 1 μονάδα. NA 2S +4O 3 - Επαναφορά: S +4 → S +6, ο βαθμός οξείδωσης αυξάνεται κατά 2 μονάδες. Για να θέσουμε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, βρίσκουμε ένα πολλαπλάσιο για τους αριθμούς που δείχνουν την αύξηση και τη μείωση των βαθμών οξείδωσης:

2 mole άτομα Mn (VII) απαιτεί 1 mol ατόμων S (IV):

2 mn +7 + S +4 \u003d 2 mn +6 + S +6 είναι οι κύριοι συντελεστές κατά τη διάρκεια της οξειδωτικής και του αναγωγικού παράγοντα. Προσθέτω τα προϊόντα αντίδρασης, υποκαθιστούμε τους κύριους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, τότε υπολογίζουμε την ισορροπία άλλων στοιχείων: k, na και n:

Για να επαληθεύσετε την ορθότητα των επιλεγμένων συντελεστών, υπολογίζουμε την ισορροπία των moles των ατόμων οξυγόνου.

Το άθροισμα των συντελεστών στην εξίσωση της αντίδρασης οξειδοαναγωγής είναι 9.

Παράδειγμα 4.

Εκχυλίστε και εξισορρόπηση της αντίδρασης απόρξης:

K 2 CR 2 O 7 + NA 2 SO 3 + H2SE 4 → CR 2 (SO 4) 3 + ...

K 2 CR 2 +6O 7 - Οξιδεύτης: 2CR +6 → 2CR +3, ο βαθμός οξείδωσης μειώνεται κατά 6 μονάδες. NA 2S +4O 3 - Επαναφορά: S +4 → S +6, ο βαθμός οξείδωσης αυξάνεται κατά 2 μονάδες. Για να θέσουμε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, βρίσκουμε ένα πολλαπλάσιο για τους αριθμούς που δείχνουν την αύξηση και τη μείωση των βαθμών οξείδωσης:

Με 2 προσευχή των ατόμων Cr (VI), απαιτούνται 3 άτομα προσευχής S (IV):

2 CR +6 + 3 S +4 \u003d 2 CR +3 + 3 S +6 είναι οι κύριοι συντελεστές για την οξείδωση και τον αναγωγικό παράγοντα. Προσθέτω τα προϊόντα της αντίδρασης, υποκαθιστούμε τους κύριους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, τότε υπολογίζουμε την ισορροπία άλλων στοιχείων: k, na, s και n:

Παράδειγμα 5.

Το άθροισμα των συντελεστών στην εξίσωση μιας αντίδρασης οξειδοαναγωγής

K 2 MNO 4 + FESO 4 + H2SE 4 → MNSO 4 + ...

K 2 MN +6O 4 - Οξιδεύοντας: Σε όξινο μέσο Mn +6 → Mn +2, ο βαθμός οξείδωσης μειώνεται κατά 4 μονάδες. Fe +2 SO 4 - Επαναφορά: Fe +2 → Fe +3, ο βαθμός οξείδωσης αυξάνεται με 1 μονάδα. Για να θέσουμε τους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, βρίσκουμε ένα πολλαπλάσιο για τους αριθμούς που δείχνουν την αύξηση και τη μείωση των βαθμών οξείδωσης:

Σε 1 mol Atoms MN (VII), απαιτούνται 4 άτομα προσευχής των ατόμων Fe (II):

Mn +6 + 4 fe +2 \u003d mn +2 + 4 fe +3 είναι οι κύριοι συντελεστές όταν ο οξειδωτής και ο αναγωγικός παράγοντας. Προσθέτω τα προϊόντα αντίδρασης, υποκαθιστούμε τους κύριους συντελεστές στην εξίσωση της αντίδρασης, τότε υπολογίζουμε την ισορροπία άλλων στοιχείων: K, S και N:

2. Αντιμετώπιση αντιδράσεων οξειδωτικής και μείωσης με ηλεκτρονική ισορροπία

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 6.

Εάν το οξειδωτικό χρησιμοποιείται ως όξινο διάλυμα τετραιοξανικού άλατος (VII) καλίου:

Στη συνέχεια, ο αναγωγικός παράγοντας μπορεί να είναι ένα σύστημα:

Fe 3+ + e - \u003d fe 2 +, φ Ο \u003d 0,771 σε

CO 3+ + E - \u003d CO 2+, Φ Ο \u003d 1.808 V

Η τιμή του τυποποιημένου δυναμικού οξείδωσης και αναγωγής φ Ορ μπορεί να κριθεί στις ιδιότητες οξειδοαναγωγής του συστήματος. Το σύστημα με πιο θετική τιμή του φ Ο οφ είναι ένα οξειδωτικό παράγοντα και το σύστημα με λιγότερη θετική τιμή του πρότυπου οξείδωσης και του δυναμικού αναγωγής φ Ορ είναι ένας αναγωγικός παράγοντας. Επομένως, για το MNO 4- + 8Η + + 5E σύστημα - \u003d mn2+ + 4Η2Ο, φ Ο \u003d 1,505 στον αναγωγικό παράγοντα μπορεί να υπάρχει ένα σύστημα Fe 3+ + e - \u003d fe 2 +, φ Ο \u003d \u003d 0,771 V.

Παράδειγμα 7.

RH 3+ + 3E - \u003d RH, φ Ο \u003d 0,8 V

BI 3+ + 3E - \u003d BI, φ Ορ \u003d 0,317 σε

Ni 2+ + 2e - \u003d Ni, φ Ορ \u003d -0,250 in

2Η + + 2Ε - \u003d Η2, φ Ορ \u003d 0,0 V

Ποιο από τα μέταλλα μπορεί να διαλύσει υδροχλωρικό οξύ?

Η τιμή του τυπικού δυναμικού ηλεκτροδίου φ Ορ μπορεί να κριθεί στις ιδιότητες οξειδοαναγωγής του συστήματος. Το σύστημα με μια πιο θετική τιμή φ Ο είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας και ένα σύστημα με μικρότερη θετική τιμή του τυπικού δυναμικού ηλεκτροδίου είναι ένας αναγωγικός παράγοντας. Στο υδροχλωρικό οξύ (HCl), τα Η + κατιόντα είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας, τα ηλεκτρόνια λαμβάνονται και αποκαθίστανται στο Η2, για αυτή την αντίδραση φ Ο \u003d 0 V. Επομένως, μόνο το μέταλλο διαλύεται στο HCl, το οποίο μπορεί να επιλυθεί Αυτές οι συνθήκες, δηλαδή για τις οποίες φ< 0, а именно никель:

ΝΙ + 2 HCl \u003d NICL 2 + Η2

Παράδειγμα 8.

Με βάση τις τιμές των τυποποιημένων δυνατοτήτων ηλεκτροδίων της μισής αντίδρασης:

Zn 2+ + 2e - \u003d zn, φ Ο \u003d -0.763 σε

CD 2+ + 2E - \u003d CD, Φ Ο \u003d -0.403 σε

Ποιο μέταλλο είναι το πιο ενεργό;

Όσο πιο ενεργό είναι το μέταλλο, τόσο μεγαλύτερες ιδιότητες αποκατάστασης. Στις αποκαταστατικές ιδιότητες του συστήματος, είναι δυνατόν να κρίνουμε την τιμή του τυποποιημένου δυναμικού οξείδωσης και αναγωγής φ ΠΡΙΣ: την πιο αρνητική τιμή του φ Ο O, όσο πιο ισχυρή είναι οι ιδιότητες αποκατάστασης του συστήματος και η μισή αντίδραση είναι ευκολότερη έρχονται δεξιά. Κατά συνέπεια, ο ψευδάργυρος έχει τη μεγαλύτερη αναγωγική ικανότητα, δηλαδή, ο ψευδάργυρος είναι ο πιο ενεργός από τα που παρουσιάζονται μέταλλα.

Παράδειγμα 9.

Εάν το οξειδωτικό χρησιμοποιεί ένα όξινο σίδηρο (III) χλωριούχο διάλυμα:

Ποιο σύστημα μπορεί να είναι ένας αναγωγικός παράγοντας:

I 2 + 2e - \u003d 2i -, φ Ορ \u003d 0,536 in

BR 2 + 2E - \u003d 2BR -, φ Ο \u003d 1,065 σε

PB 4+ + 2E - \u003d Pb 2+, φ Ο \u003d 1,694 σε?

Η τιμή του τυποποιημένου οξειδοαναγωγού φ μπορεί να κριθεί στις ιδιότητες οξειδοαναγωγής του συστήματος. Το σύστημα με μια πιο θετική τιμή φ Ο είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας και το σύστημα με λιγότερη θετική τιμή του τυποποιημένου δυναμικού οξειδοαναγωγής είναι ένας αναγωγικός παράγοντας. Συνεπώς, για το σύστημα Fe 3+ + E - \u003d Fe2 +, φ Ο \u003d 0,771 στον αναγωγικό παράγοντα μπορεί να είναι το σύστημα Ι2 + 2e - \u003d 2i -, φ Ορ \u003d 0,536 V.

OSN. COEF.

Fe 3+ + e - \u003d fe 2 +, φ Ο1 \u003d 0,771 σε 2

I 2 + 2e - \u003d 2i -, Φ Ο 2 \u003d 0,536 σε 1

Από τη Φ Ο 1\u003e

2 fe 3+ + 2i - \u003d 2 fe 2+ + i 2

Προσθέτοντας τα αντίθετα ιόντα σημείων, λαμβάνουμε την πλήρη εξίσωση:

2 Fecl 3 + 2 ki \u003d 2 fecl 2 + 2 kcl + i 2

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 10

Είναι δυνατόν να αποκατασταθούν τα ιόντα MNO 4 - Fe 3 + σε ένα όξινο περιβάλλον;

Γράφουμε μια ερώτηση με τη μορφή της εξίσωσης της αντίδρασης:

ΜΝΟ 4 - + Η + + + Fe 3+ \u003d Mn 2+ + Fe 2+ + Η2Ο.

Επιλέγουμε κατάλληλη ημι-αντίδραση από τον πίνακα φόντου και δώστε τα πρότυπα δυναμικά ηλεκτροδίων τους:

OSN. COEF.

ΜΝΟ 4 - + 8Η + + 5Ε - \u003d Μη 2+ + 4Η2Ο, φ Οΐ 1 \u003d 1.505 V, 1

Fe 3+ + e - \u003d fe 2 +, φ Ο2 \u003d 0,771 σε 5

Επειδή Φ O 1\u003e φ ΟC 2, η πρώτη μισή ακρίβεια προχωρά στην προς τα εμπρός και το δεύτερο σε σχέση με τις πρώτες διαρροές προς την αντίθετη κατεύθυνση. Στη συνέχεια, η εξισορρόπηση του αριθμού των ηλεκτρονίων φορητών στις αντιδράσεις και η μείωση των ηλεκτρονίων, λαμβάνουμε την ακόλουθη συνολική αντίδραση:

ΜΝΟ 4 - + 8Η + + 5 FE 3+ \u003d MN 2+ + 5fe 2+ + 4Η 2 o

Δηλαδή, για την αποκατάσταση των ιόντων MNO 4 - Fe 3 + σε ένα όξινο περιβάλλον. Η πλήρης αντίδραση είναι:

Σε αυτή την αντίδραση, οι συντελεστές μπροστά από όλες τις ενώσεις διπλασιάζονται σε σύγκριση με τους συντελεστές που λαμβάνονται στην εξίσωση ιόντων, καθώς το σίδηρο (III) θειικό άλας, που έχει Fe 2 (SO4) 3 (SO4) 3, μετατράπηκε σε προϊόντα αντίδρασης.

Εργασίες για αυτο-αποφάσεις

1. Προσδιορίστε τους βαθμούς οξείδωσης στοιχείων σε συνδέσεις:

Η. 3 ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ. 4 , Κ. 3 ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ. 4 , Ν. 2 Ο. 5 , Nh. 3 , Cl. 2 , Kcl., Kclo. 3 , Περίπου(Κηλίδα 4 ) 2 , Nh. 4 Cl., Hno. 2 , Λι, Λι 3 Ν., Mg. 3 Ν. 2 , Nf. 3 , Ν. 2 , Nh. 4 Οχι. 3 , Η. 2 Ο., Η. 2 Ο. 2 , ΚΟΗ., KH, K 2Ο. 2 , Bao., Bao. 2 , Του. 2 , ΦΑ. 2 , Nf. 3 , Na. 2 ΜΙΚΡΟ., Fes., Fes. 2 , Nahs., Na. 2 ΕΤΣΙ. 4 , Nahso. 4 , ΕΤΣΙ. 2 , Socl 2 , ΕΤΣΙ. 2 Cl. 2 , Mno. 2 , Mn.(Ω.) 2 , Kmno. 4 , Κ. 2 Mno. 4 , Κα, Κα(Ω.) 2 , Κα(Ω.) 3 , Κ. 2 Cro. 4 , Κ. 2 Κα 2 Ο. 7 , (Nh. 4 ) 2 Κα 2 Ο. 7 , Κ. 3 [ Al(Ω.) 6 ], Na. 2 [ Zn.(Ω.) 4 ], Κ. 2 [ Zncl 4 ], Η. 2 ΕΤΣΙ. 3 , Feso. 3 , Fe. 2 (ΕΤΣΙ. 3 ) 3 , Η. 3 ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ. 4 , Cu. 3 ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ. 4 , Cu. 3 (ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ. 4 ) 2 , Na. 2 Sio. 3 , Mnsio. 3 , PBSO. 4 , Al 2 (ΕΤΣΙ. 4 ) 3 , Fe. 2 (ΕΤΣΙ. 4 ) 3 , Nh. 4 Cl., (Nh. 4 ) 2 ΕΤΣΙ. 4 , Κα 2 (ΕΤΣΙ. 4 ) 3 , Crso. 4 , Νις 4 , [ Zn.(Ω. 2 ) 6 ] ΕΤΣΙ. 4 , Fe.(Οχι. 3 ) 2 , Fe.(Οχι. 3 ) 3 , Pbco. 3 , Bi 2 (Σιγουριά 3 ) 3 , Ag 2 ΜΙΚΡΟ., Hg. 2 ΜΙΚΡΟ., Hgs., Fe. 2 ΜΙΚΡΟ. 3 , Fes., Snso. 4 .

2. Καθορίστε τον οξειδωτή και τον αναγωγικό παράγοντα, κάντε μια αλλαγή στους βαθμούς οξείδωσης, προσθέστε και απογοητεύστε τους συντελεστές στην εξίσωση αντίδρασης:

αλλά. Mno 2 + HCl (ολοκληρώνεται) →

σι. KMNO 4 + Η2 S + H2SE 4 →

στο. Fecl 3 + Sncl 2 →

kMNO 4 + Η2Ο 2 + Η2 Έτσι 4 → O 2

br 2 + koh →

μι. zn + hno 3 → NH 4 όχι 3 + ...

σολ. Cu + hno 3 → όχι 2 + ...

μικρό. K 2 MNO 4 + FESO 4 + H2SE SO 4 →

και. K 2 CR 2 O 7 + (NH4) 2 S + H2O → CR (OH) 3 + ... + NH 3 + ...

k. H 2 S + Cl2 →

μεγάλο. K 2 CR 2 O 7 + HCl → Crcl 3 + ...

m. fecl 3 + Η2 s →

n. KMNO 4 + NANO 2 + Η2 Έτσι 4 →

σχετικά με. CL 2 + KOH →

α) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυναμικών ηλεκτροδίων, υπάρχουν μέταλλα στη σειρά των μειωτικών ιδιοτήτων:

Ba2 + + 2e ─ \u003d ba, φ 0 \u003d -2,91 b;

AU 3+ + 3E ─ \u003d au, φ 0 \u003d 1,50 b;

Fe 2+ + 2E ─ \u003d Fe, φ 0 \u003d -0,44 Β.

Τι συμβαίνει όταν η πλάκα σιδήρου βυθίζεται σε διάλυμα Aucl 3

β) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυναμικών ηλεκτροδίων των ημι-πόρων

ΜΝΟ 4 - + 8Η + + + 5Ε - \u003d Μη 2+ + 4Η2O, φ Ορ \u003d 1.505 V,

Pb 4+ + 2e - \u003d pb 2 +, φ Ο \u003d 1,694 in

Δώστε μια λογική απάντηση στην ερώτηση - είναι δυνατόν να οξειδωθούν ιόντα MN 2+ χρησιμοποιώντας PB 4+ ιόντα; Δώστε τη συνολική αντίδραση, καθορίστε τον οξειδωτή και τον αναγωγικό παράγοντα.

γ) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυναμικών ηλεκτροδίων της μισής αντίδρασης, δίνουν μια λογική απάντηση στην ερώτηση - είναι δυνατόν να οξειδώσετε τα ιόντα Fe 2 + χρησιμοποιώντας PB 4+ ιόντα; Δώστε τη συνολική αντίδραση, καθορίστε τον οξειδωτή και τον αναγωγικό παράγοντα.

δ) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυνατοτήτων ηλεκτροδίων, υπάρχουν μέταλλα με τη σειρά των μειωτικών ιδιοτήτων:

Mg 2+ + 2Ε ─ \u003d mg

CD 2+ + 2E ─ \u003d CD

Cu 2+ + 2E ─ \u003d cu

Τι συμβαίνει όταν βυθίζετε μια πλάκα χαλκού σε διάλυμα χλωριούχου καδμίου;

ε) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυναμικών ηλεκτροδίων των ημι-πόρων

IR 3+ + 3E - \u003d IR,

Όχι 3 - + 4Η + + 3E - \u003d Όχι + 2Η 2 o,

Δώστε μια λογική απάντηση στην ερώτηση - είναι διαλυμένο από ιριδίου σε νιτρικό οξύ; Υποδείξτε μια συνολική αντίδραση, καθορίστε τον οξειδωτή και τον αναγωγικό παράγοντα

(ε) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυναμικών ηλεκτροδίων, υπάρχουν αλογόνα για την ενίσχυση των οξειδωτικών ιδιοτήτων τους:

CL 2 + 2E ─ \u003d 2Cl ─ φ 0 \u003d 1.359 b;

BR 2 + 2E ─ \u003d 2BR ─ φ 0 \u003d 1.065 β;

I 2 + 2e ─ \u003d 2i ─ φ 0 \u003d 0,536 b;

F 2 + 2E ─ \u003d 2F ─ φ 0 \u003d 2.87 Β.

Αποδείξτε, είναι δυνατόν να αποκτήσετε ένα βρώμιο να χρησιμοποιήσει την αντίδραση της οξείδωσης των ιόντων BR ─ χλώριο Cl2;

ζ) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυναμικών ηλεκτροδίων των ημι-πόρων

Fe 3+ + e - \u003d fe 2 +, φ Ο \u003d 0,771 V,

BR 2 + 2E - \u003d 2BR -, φ Ο \u003d 1,065 σε

Δώστε μια λογική απάντηση στην ερώτηση - είναι δυνατόν να οξειδώσετε ιόντα FE 2+ χρησιμοποιώντας BR 2; Δώστε τη συνολική αντίδραση, καθορίστε τον οξειδωτή και τον αναγωγικό παράγοντα.

η) Με βάση τις τυποποιημένες τιμές των δυναμικών ηλεκτροδίων, υπάρχουν μέταλλα στη σειρά των μειωτικών ιδιοτήτων:

Zn 2+ + 2e - \u003d zn, φ Ορ \u003d - 0,763 σε

HG 2+ + 2E - \u003d Hg, φ Ορ \u003d 0,850 V

CD 2+ + 2E - \u003d CD, Φ Ο \u003d - 0,403 V.

Τι συμβαίνει όταν η πλάκα καδμίου βυθίζεται σε διάλυμα χλωριούχου ψευδαργύρου;

Ταξινόμηση Χημικές αντιδράσεις σε ανόργανα Ι. Οργανική χημεία Εκτελούνται με βάση διάφορα χαρακτηριστικά ταξινόμησης, τα οποία εμφανίζονται στον παρακάτω πίνακα.

Αλλάζοντας τον βαθμό οξείδωσης των στοιχείων

Το πρώτο σημάδι της ταξινόμησης είναι να αλλάξει ο βαθμός οξείδωσης των στοιχείων που σχηματίζουν αντιδραστήρια και προϊόντα.
α) redox
β) χωρίς να αλλάζει το βαθμό οξείδωσης
Οξειδωτική και ανάκτηση Αντιδράσεις κλήσεων συνοδευόμενες από αλλαγή στους βαθμούς οξείδωσης Χημικά στοιχείαπου περιλαμβάνεται στο αντιδραστήριο. Στο redox στο Ανόργανη χημεία Όλες οι αντιδράσεις υποκατάστασης και αντίδραση αποσύνθεσης και ενώσεων στις οποίες συμμετέχει τουλάχιστον μία απλή ουσία. Οι αντιδράσεις που συνεχίζονται χωρίς να αλλάζουν τους βαθμούς οξείδωσης των στοιχείων που σχηματίζουν αντιδραστήρια και προϊόντα αντίδρασης περιλαμβάνουν όλες τις αντιδράσεις ανταλλαγής.

Από τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδραστηρίων και των προϊόντων

Οι χημικές αντιδράσεις ταξινομούνται με τη φύση της διαδικασίας, δηλαδή, σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδραστηρίων και προϊόντων.

Αντιδράσεις σύνδεσης Καλέστε τις χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα των οποίων τα σύνθετα μόρια λαμβάνονται από αρκετές απλούστερες, για παράδειγμα:
4li + o 2 \u003d 2li 2 o

Αντιδράσεις αποσύνθεση Καλέστε τις χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα του οποίου τα απλά μόρια λαμβάνονται από πιο πολύπλοκα, για παράδειγμα:
Caco 3 \u003d Cao + CO 2

Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης μπορούν να θεωρηθούν ως διαδικασίες, αντίστροφη ένωση.

Αντιδράσεις υποκατάστασης Καλούν χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα της οποίας ένα άτομο ή μια ομάδα ατόμων σε ένα μόριο ουσίας αντικαθίσταται από άλλο άτομο ή ομάδα ατόμων, για παράδειγμα:
FE + 2HCL \u003d FECL 2 + Η2 \u206d

Το χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό είναι η αλληλεπίδραση μιας απλής ουσίας με δύσκολη. Υπάρχουν τέτοιες αντιδράσεις στην οργανική χημεία.
Ωστόσο, η έννοια της "υποκατάστασης" στην οργάνωση είναι ευρύτερη από ό, τι στην ανόργανη χημεία. Εάν οποιαδήποτε άτομο ή λειτουργική ομάδα αντικαθίσταται στο μόριο πηγής σε άλλο άτομο ή ομάδα, αυτή είναι επίσης μια αντίδραση αντίδρασης, αν και από την άποψη της ανόργανης χημείας, η διαδικασία μοιάζει με αντίδραση ανταλλαγής.
- ανταλλαγή (συμπεριλαμβανομένης της εξουδετέρωσης).
Αντιδράσεις ανταλλαγής Καλέστε τις χημικές αντιδράσεις που ρέουν χωρίς να αλλάζουν τους βαθμούς οξείδωσης στοιχείων και οδηγώντας στην ανταλλαγή εξαρτημάτων αντιδραστηρίων, για παράδειγμα:
Agno 3 + kbr \u003d agbr + kno 3

Εάν είναι δυνατόν, ροή προς την αντίθετη κατεύθυνση

Εάν είναι δυνατόν, ροή στην αντίθετη κατεύθυνση - αναστρέψιμη και μη αναστρέψιμη.

Αναστρεπτός Καλέστε χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται σε μια δεδομένη θερμοκρασία ταυτόχρονα σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις με ανάλογες ταχύτητες. Κατά την εγγραφή εξισώσεων τέτοιων αντιδράσεων, το ίσο σημάδι αντικαθίσταται από αντίθετα κατευθυντικά βέλη. Το απλούστερο παράδειγμα Αναστρέψιμη αντίδραση είναι η σύνθεση της αλληλεπίδρασης αμμωνίας του αζώτου και του υδρογόνου:

N 2 + 3Η 2 ↔2nh 3

μη αναστρεψιμο Καλούν τις αντιδράσεις που εμφανίζονται μόνο στην προς τα εμπρός, ως αποτέλεσμα του οποίου σχηματίζονται προϊόντα που δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Οι μη αναστρέψιμες περιλαμβάνουν χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζονται χαμηλές υποδιαιώδεις ενώσεις. Μεγάλος αριθμός Ενέργεια, καθώς και εκείνα στα οποία τα τελικά προϊόντα αφήνουν την αντίδραση σε αέρια μορφή ή με τη μορφή ιζήματος, για παράδειγμα:

HCl + NaOH \u003d NaCl + H2O

2ca + o 2 \u003d 2cao

BABR 2 + NA 2 SO 4 \u003d BASO 4 ↓ + 2NABR

Σε θερμική επίδραση

Εξώθερμος Καλέστε τις χημικές αντιδράσεις που πηγαίνουν με την απελευθέρωση θερμότητας. Υπό όρους ονομασία αλλαγών στην ενθαλπία (που περιέχει θερμότητα) δ και η θερμική επίδραση της αντίδρασης Q. Για εξωθερμικές αντιδράσεις Q\u003e 0, και ΔΗ< 0.

Ενδοθερμικός Καλέστε τις χημικές αντιδράσεις που πηγαίνουν με την απορρόφηση της θερμότητας. Για ενδοθερμικές αντιδράσεις q< 0, а ΔH > 0.

Οι ενώσεις αντιδράσεις είναι συνήθως εξωθερμικές και οι αντιδράσεις αποσύνθεσης είναι ενδοθερμικές. Σπάνια εξαίρεση είναι η αντίδραση του αζώτου με οξυγόνο - endothermal:
N2 + o2 → 2no - Q.

Κατά φάση

Ομοιογενής Που ονομάζονται αντιδράσεις που ρέουν σε ένα ομοιογενές μέσο (ομοιογενείς ουσίες σε μία φάση, για παράδειγμα, κύριε, αντιδράσεις σε διαλύματα).

Ετερογενής Καλούν τις αντιδράσεις που ρέουν σε ένα ανομοιογόνο μέσο στην επιφάνεια της επαφής των ουσιών αντίδρασης σε διαφορετικές φάσεις, για παράδειγμα, στερεά και αέρια, υγρά και αέρια, σε δύο μη ενσωματωμένα υγρά.

Χρησιμοποιώντας καταλύτη

Καταλύτης - Η ουσία επιταχύνει την χημική αντίδραση.

Καταλυτικές αντιδράσεις Λαμβάνονται μόνο με την παρουσία ενός καταλύτη (συμπεριλαμβανομένου του ενζυματικού).

Μη καταλυτικές αντιδράσεις Πηγαίνετε απουσία καταλύτη.

Από τον τύπο της γραβάτα

Σύμφωνα με τον τύπο του χημικού δεσμού, το αρχικό μόριο διακρίνει τις ομολιθικές και ετεροτολιθικές αντιδράσεις.

Γκολολικός Οι αντιδράσεις ονομάζονται, στις οποίες σχηματίζονται σωματίδια που έχουν ριζοσπαστικές ρίζες χωρίς ρίζες ηλεκτρονίων ως αποτέλεσμα των δεσμών.

Ετεροτολικός Που ονομάζονται αντιδράσεις που ρέουν μέσω του σχηματισμού σωματιδίων ιόντων - κατιόντων και ανιόντων.

Οικογενετικό (ίσο κενό, κάθε άτομο 1 ηλεκτρονίων λαμβάνει)
Ετεροτολυτικό (άνισο κενό - ένα ζευγάρι ηλεκτρόνια παίρνει)

Ριζικό (αλυσίδα) Καλέστε χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ρίζες, για παράδειγμα:

CH4 + CL2 HV → CH3CI + HCl

ιωνικός Καλέστε τις χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν με τη συμμετοχή ιόντων, για παράδειγμα:

KCL + AGNO 3 \u003d KNO 3 + AGCL ↓

Τα ηλεκτρικά δάπεδα καλούν ετελεγόμενες αντιδράσεις οργανικών ενώσεων με ηλεκτροφίλες - σωματίδια που φέρουν ένα ολόκληρο ή κλασματικό θετικό φορτίο. Διαχωρίζονται στην αντίδραση της ηλεκτροφιλικής αντικατάστασης και του εξαρτήματος ηλεκτροφωτού, για παράδειγμα:

C 6H 6 + CL2 FECL3 → C6H5Cl + HCl

H 2 C \u003d CH 2 + BR 2 → Brch 2 -ch 2 BR

Η νουκλεοφιλική ονομάζεται ετεροτολυτικές αντιδράσεις οργανικών ενώσεων με νουκλεοφίλους - σωματίδια που φέρουν ένα ολόκληρο ή κλασματικό αρνητικό φορτίο. Διαχωρίζονται σε νουκλεοφιλικές αντιδράσεις και πυρηνόφιλα συνημμένα, για παράδειγμα:

CH 3 BR + NAOH → CH3OH + NABR

CH3C (O) Η + C2H5OH → CH3CΗ (OC2H5) 2 + Η2Ο

Ταξινόμηση οργανικών αντιδράσεων

Ταξινόμηση Οργανικές αντιδράσεις Βρίσκεται στο τραπέζι:

Ορισμός

Βαθμός οξείδωσης - Πρόκειται για μια ποσοτική εκτίμηση της κατάστασης του ατόμου του χημικού στοιχείου στην ένωση που βασίζεται στην ηλεκτρονεματικότητα του.

Χρειάζονται τόσο θετικές όσο και αρνητικές αξίες. Για να καθορίσετε τον βαθμό οξείδωσης του στοιχείου στη σύνδεση, είναι απαραίτητο να τοποθετηθεί πάνω από το σύμβολο του αραβικού ψηφίου με το αντίστοιχο σήμα ("+" ή "-").

Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι ο βαθμός οξείδωσης είναι μια τιμή που δεν έχει φυσικό νόημα, δεδομένου ότι δεν αντικατοπτρίζει την πραγματική χρέωση του ατόμου. Ωστόσο, αυτή η έννοια χρησιμοποιείται πολύ ευρέως στη χημεία.

Πίνακας του βαθμού οξείδωσης των χημικών στοιχείων

Ο μέγιστος θετικός και ελάχιστος αρνητικός βαθμός οξείδωσης μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας έναν περιοδικό πίνακα D.I. Mendeleeva. Είναι ίσα με τον αριθμό της ομάδας στην οποία βρίσκεται το στοιχείο και η διαφορά μεταξύ της "υψηλότερης" τιμής οξείδωσης και αριθμού 8, αντίστοιχα.

Εάν θεωρούμε τις χημικές ενώσεις πιο συγκεκριμένα, κατόπιν σε ουσίες με μη πολικούς δεσμούς, ο βαθμός οξείδωσης των στοιχείων είναι μηδέν (Ν2, Η2, Cl2).

Ο βαθμός οξείδωσης μετάλλου στη στοιχειώδη κατάσταση είναι μηδέν, καθώς η κατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων σε αυτά είναι ομοιόμορφα.

Σε συνηθισμένες ιοντικές ενώσεις, ο βαθμός οξείδωσης των στοιχείων που περιλαμβάνονται σε αυτά είναι ίσος με το ηλεκτρικό φορτίο, καθώς ο σχηματισμός αυτών των ενώσεων υπάρχει σχεδόν πλήρης μετάβαση των ηλεκτρονίων από ένα άτομο σε άλλο: Na +1 I -1, mg +2Cl -1 2, Al +3 F - 1 3, ZR +4 BR -1 4.

Κατά τον προσδιορισμό του βαθμού οξείδωσης στοιχείων σε ενώσεις με πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς, συγκρίνουν τις τιμές των ηλεκτρικών διαπραγματεύσεών τους. Δεδομένου ότι, στο σχηματισμό χημικού δεσμού, τα ηλεκτρόνια μετατοπίζονται σε άτομα μεγαλύτερης ηλεκτρομερεών στοιχείων, οι τελευταίες έχουν αρνητικό βαθμό οξείδωσης σε ενώσεις.

Υπάρχουν στοιχεία για τα οποία μόνο μία τιμή βαθμού οξείδωσης (φθόριο, IA μέταλλα και ομάδες IIa κ.λπ.). Το φθόριο που χαρακτηρίζεται από τη μεγαλύτερη αξία της ηλεκτρονευσιμότητας, σε ενώσεις έχει πάντοτε σταθερό αρνητικό βαθμό οξείδωσης (-1).

Αλκαλικά και αλκαλικά στοιχεία γείωσης για τα οποία υπάρχει σχετικά χαμηλή τιμή ηλεκτρονεματικότητα, έχει πάντα ένα θετικό βαθμό οξείδωσης ίση με (+1) και (+2).

Ωστόσο, υπάρχουν επίσης τέτοια χημικά στοιχεία για τα οποία αρκετοί βαθμός οξείδωσης (θείο - (-2), 0, (+2), (+4), (+6), κλπ.).

Για να καταστεί ευκολότερη να θυμόμαστε πόσοι και πώς οι βαθμοί οξείδωσης είναι χαρακτηριστικοί ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου χρήσης πινάκων βαθμών οξείδωσης χημικών στοιχείων που μοιάζουν με αυτό:

Σειριακός αριθμός	Ρωσικά / Αγγλικά όνομα	Χημικό σύμβολο	Βαθμός οξείδωσης
	Υδρογόνο / υδρογόνο.
	Ήλιο ήλιο.
	Λιθίου / λιθίου.
	Beryllius / Beryllium.
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	Άνθρακα / άνθρακα.		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	Άζωτο / άζωτο.		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	Οξυγόνο / οξυγόνο.		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	Φθόριο / φθόριο.

	Νάτριο / νάτριο
	Μαγνήσιο / μαγνήσιο.
	Αλουμίνιο / Αλουμίνιο.
	Πυρίτιο / πυρίτιο.		(-4), 0, (+2), (+4)
	Φωσφόρος / φωσφόρος.		(-3), 0, (+3), (+5)
	Sere / θείο.		(-2), 0, (+4), (+6)
	Χλώριο / χλώριο		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), σπάνια (+2) και (+4)
	Αργόν / αργός.
	Κάλιο / κάλιο.
	Ασβέστιο / ασβέστιο.
	Σκάντα \u200b\u200b/ σκάνδιο.
	Τιτάνιο / τιτάνιο.		(+2), (+3), (+4)
	Βαναδίου / Βαναδίου.		(+2), (+3), (+4), (+5)
	Chrome / Chromium.		(+2), (+3), (+6)
	Μαγγάνιο / μαγγάνιο		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	Σίδερο / σίδερο.		(+2), (+3), σπάνια (+4) και (+6)
	COBALT / COBALT.		(+2), (+3), σπάνια (+4)
	Νικέλιο / νικέλιο		(+2), σπάνια (+1), (+3) και (+4)
	Χαλκός / χαλκός.		+1, +2, σπάνια (+3)

	Γάλλιο / Γάλλιο.		(+3), σπάνια (+2)
	Γερμανία / Γερμανία.		(-4), (+2), (+4)
	Αρσενικό / αρσενικό		(-3), (+3), (+5), σπάνια (+2)
	Σεληνίου / σεληνίου.		(-2), (+4), (+6), σπάνια (+2)
	Βρωμιά / βρωμίνη		(-1), (+1), (+5), σπάνια (+3), (+4)
	Crypton / Krypton.
	Rubidium / Rubidium.
	Στροντίου / στροντίου.
	YTTRIUM / YTTRIUM
	Ζιρκόνιο / Ζιρκόνιο.		(+4), σπάνια (+2) και (+3)
	Niobium / Niobium		(+3), (+5), σπάνια (+2) και (+4)
	MolyBDenum / MolyBDenum		(+3), (+6), σπάνια (+2), (+3) και (+5)
	Technetium / Technetium
	Ρουθηνίου / Ρουθηνίου.		(+3), (+4), (+8), σπάνια (+2), (+6) και (+7)
	Ροδίου / Ρόδου		(+4), σπάνια (+2), (+3) και (+6)
	Παλλάδιο / παλλάδιο.		(+2), (+4), σπάνια (+6)
	Ασημί / ασήμι		(+1), σπάνια (+2) και (+3)
	Κάδμιο / κάδμιο.		(+2), σπάνια (+1)
	ΙΝΤΡΙΟ / ΙΝΤΡΙΟ.		(+3), σπάνια (+1) και (+2)
	Κασσίτερο / κασσίτερο.		(+2), (+4)
	Αντιμονία / αντιμόνιο		(-3), (+3), (+5), σπάνια (+4)
	Tellur / Tellurium.		(-2), (+4), (+6), σπάνια (+2)
			(-1), (+1), (+5), (+7), σπάνια (+3), (+4)
	Xenon / xenon.
	Καίσιο / καίσιο.
	Βαρίου / βαρίου.
	Lantan / Lanthanum
	Δημήτριο / δημήτριο.		(+3), (+4)
	PRASEDODEDIM / PRASEDYMIUM.
	Νεοδύμιο / νεοδυμίου		(+3), (+4)
	Vemety / Promethium.
	Σαμαρίου / Σαμαρίου.		(+3), σπάνια (+2)
	Ευρωπαϊκό / ευρώπη.		(+3), σπάνια (+2)
	Gadolini / gadolinium.
	Terbium / Terbium.		(+3), (+4)
	ΔΙΑΘΕΣΕΙΣ / ΔΥΥΡΟΣ.
	Holmium / Holmium.
	Erbium / Erbium
	ΤΟΥΛΙΑ / Θούλιο		(+3), σπάνια (+2)
	Ενδιόδιο / YTterbium		(+3), σπάνια (+2)
	Lutetius / Lutetium.
	Hafny / Hafnium.
	Tantalum / Tantalum		(+5), σπάνια (+3), (+4)
	Βολφράμιο / βολφράμιο.		(+6), σπάνια (+2), (+3), (+4) και (+5)
	Ρήνιο		(+2), (+4), (+6), (+7), σπάνια (-1), (+1), (+5), (+5)
	Οσμοί / Ωσμίου.		(+3), (+4), (+6), (+8), σπάνια (+2)
	Iridium / Iridium.		(+3), (+4), (+6), σπάνια (+1) και (+2)
	Platinum / Platinum		(+2), (+4), (+6), σπάνια (+1) και (+3)
	Χρυσό / χρυσό.		(+1), (+3), σπάνια (+2)
	Υδράργυρος / υδράργυρος.		(+1), (+2)
	Talius / Thallium.		(+1), (+3), σπάνια (+2)
	Οδηγω.		(+2), (+4)
	Βισμούθιο / βισμούθιο.		(+3), σπάνια (+3), (+2), (+4) και (+5)
	Polonium / Polonium.		(+2), (+4), σπάνια (-2) και (+6)
	Astat / astatine.
	Radon / Radon.
	Γαλλία / Γκρίνιο.
	RADII / RADIUM
	Ακτινίου / ακτινίου.
	Θόριο / Θόριο
	Overtine / Protactinium
	Ουράνιο / ουράνιο.		(+3), (+4), (+6), σπάνια (+2) και (+5)

Παραδείγματα προβλημάτων επίλυσης

Παράδειγμα 1.

Απάντηση Θα προσδιορίσουμε εναλλακτικά τον βαθμό οξείδωσης φωσφόρου σε κάθε ένα από τα προτεινόμενα συστήματα μετασχηματισμού και στη συνέχεια να επιλέξετε Τη σωστή επιλογή Απάντηση.

Ο βαθμός οξείδωσης φωσφόρου σε φωσφίνη είναι (-3) και στο ορθοφωσφορικό οξύ - (+5). Αλλάξτε τον βαθμό οξείδωσης φωσφόρου: +3 → +5, δηλ. Η πρώτη απάντηση είναι.
Ο βαθμός οξείδωσης του χημικού στοιχείου σε μια απλή ουσία είναι μηδέν. Ο βαθμός οξείδωσης του φωσφόρου στο οξείδιο της σύνθεσης Ρ2Ο5 ισούται με (+5). Αλλάξτε τον βαθμό οξείδωσης φωσφόρου: 0 → +5, δηλ. Επιλογή τρίτης αντίδρασης.
Ο βαθμός οξείδωσης του φωσφόρου στη όξινη σύνθεση της HPO3 ισούται με (+5) και Η3ΡΟ2 - (+1). Αλλαγές στον βαθμό οξείδωσης φωσφόρου: +5 → +1, δηλ. Επιλογή της πέμπτης απάντησης.

Παράδειγμα 2.

Το έργο

Ο βαθμός οξείδωσης (-3) άνθρακας έχει σε συνδυασμό: α) CH3Cl; β) C 2 H2; γ) HCOH; δ) C 2H 6.

Απόφαση

Προκειμένου να δοθεί μια σίγουρη απάντηση στην ερώτηση, θα προσδιορίσουμε εναλλακτικά τον βαθμό οξείδωσης του άνθρακα σε κάθε μία από τις προτεινόμενες ενώσεις.

α) Ο βαθμός οξείδωσης υδρογόνου ισούται με (+1) και χλώριο - (-1). Θα λάβουμε για "x" τον βαθμό οξείδωσης του άνθρακα:

x + 3 × 1 + (-1) \u003d 0;

Η απάντηση είναι εσφαλμένη.

β) Ο βαθμός οξείδωσης υδρογόνου ισούται με (+1). Θα λάβουμε ένα βαθμό οξείδωσης του άνθρακα "y":

2 × + 2 × 1 \u003d 0;

Η απάντηση είναι εσφαλμένη.

γ) Ο βαθμός οξείδωσης υδρογόνου ισούται με (+1) και οξυγόνο - (-2). Θα λάβουμε για "z" τον βαθμό οξείδωσης του άνθρακα:

1 + Z + (-2) +1 \u003d 0:

Η απάντηση είναι εσφαλμένη.

δ) Ο βαθμός οξείδωσης υδρογόνου είναι ίσος με (+1). Θα λάβουμε για "έναν" τον βαθμό οξείδωσης του άνθρακα.

2 × A + 6 × 1 \u003d 0;

Τη σωστή απάντηση.

Απάντηση

Επιλογή (g)

Υπάρχουν δύο τύποι χημικών αντιδράσεων:

ΕΝΑ. Αντιδράσεις στις οποίες ο βαθμός οξείδωσης των στοιχείων δεν αλλάζει:

Αντίδραση σύνδεσης

Έτσι 2 + Na2O \u003d Na 2 SO 3

Αποσύνθεση αντίδρασης

Cu (OH) 2 \u003d  Cuo + Η2 o

Αντιδράσεις ανταλλαγής

Agno 3 + kcl \u003d agcl + kno 3

NaOH + HNO 3 \u003d Nano 3 + Η2Ο

ΣΙ. Αντιδράσεις στις οποίες υπάρχει μια αλλαγή στους βαθμούς οξείδωσης των ατόμων των στοιχείων που αποτελούν μέρος των αντιδράσεων ενώσεων και μετάδοσης ηλεκτρόνια από μερικές συνδέσεις με άλλους:

2 mg 0 + o 2 0 \u003d 2 mg +2 o -2

2KI -1 + CL 2 0 \u003d 2KCL -1 + I 2 0

MN +4O 2 + 4HCl -1 \u003d Mn +2Cl2 + Cl2 0 + 2Η2 o

Τέτοιες αντιδράσεις ονομάζονται Redox.

Ο βαθμός οξείδωσης είναι το φορτίο υπό όρους ενός ατόμου στο μόριο, που υπολογίζεται υπό την υπόθεση ότι το μόριο αποτελείται από ιόντα και ως σύνολο εκλογικό.

Τα πιο ηλεκτροενεργητικά στοιχεία στην ένωση έχουν αρνητικούς βαθμούς οξείδωσης και τα άτομα των στοιχείων με λιγότερη ηλεκτρομετρία είναι θετικές.

Ο βαθμός οξείδωσης είναι μια επίσημη έννοια. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο βαθμός οξείδωσης δεν συμπίπτει με σθένος.

για παράδειγμα:

Ν2Η4 (υδραζίνη)

ο βαθμός οξείδωσης του αζώτου - -2; Αζωτούχος - 3.

Υπολογισμός του βαθμού οξείδωσης

Για τον υπολογισμό του βαθμού οξείδωσης του στοιχείου, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες διατάξεις:

1. Οι βαθμοί οξείδωσης των ατόμων σε απλές ουσίες είναι μηδέν (Na 0, Η2ο).

2. Η αλγεβρική ποσότητα των βαθμών οξείδωσης όλων των ατόμων που περιλαμβάνονται στο μόριο είναι πάντοτε μηδέν και σε ένα πολύπλοκο ιόν, το ποσό αυτό είναι ίσο με το φορτίο ιόντων.

3. Ένας σταθερός βαθμός οξείδωσης σε ενώσεις με άτομα άλλων στοιχείων έχει άτομα: αλκαλικά μέταλλα (+1), μέταλλα αλκαλικής γης (+2), φθόριο

(-1), υδρογόνο (+1) (εκτός από τα υδρίδια των μετάλλων Na + Η -, Ca2 + Η2 - κλπ., Όπου ο βαθμός οξείδωσης του υδρογόνου -1), οξυγόνου (-2) (εκτός f 2 -1Ο + 2 και υπεροξείδια που περιέχουν μια ομάδα -Ο-Ο- στην οποία ο βαθμός οξείδωσης οξυγόνου -1).

4. Για τα στοιχεία, ο θετικός βαθμός οξείδωσης δεν μπορεί να υπερβεί την τιμή ίση με τον αριθμό του περιοδικού συστήματος.

Παραδείγματα:

V 2 +5 o 5 -2; NA 2 +1 Β 4 +3O 7-2; K +1CI +7O 4-2; Ν -3Η3 +1; K 2 +1 Η +1 ρ +5 o 4-2; NA 2 +1 CR 2 +6 o 7 -2

Οξείδωση, αποκατάσταση

Σε αντιδράσεις με οξειδωτικές αναγωγικές, ηλεκτρόνια από ένα άτομα, μόρια ή ιόντα πηγαίνουν σε άλλους. Η διαδικασία επιστροφής ηλεκτρονίων - οξείδωσης. Όταν η οξείδωση του βαθμού οξείδωσης αυξάνεται:

H2 0 - 2ē \u003d 2Η + + 1 / 2o 2

S -2 - 2ē \u003d S 0

Al 0 - 3ē \u003d al +3

FE +2 - ē \u003d FE +3

2BR - - 2ē \u003d BR 2 0

Η διαδικασία σύνδεσης των ηλεκτρονίων - ανάκτησης: όταν η ανάκτηση του βαθμού οξείδωσης μειώνεται.

Mn +4 + 2ē \u003d mn +2

S 0 + 2ē \u003d s -2

CR +6 + 3C \u003d CR +3

CL 2 0 + 2C \u003d 2Cl -

O 2 0 + 4ē \u003d 2o -2

Τα άτομα, τα μόρια ή τα ιόντα, τα οποία σε αυτή την αντίδραση, τα ηλεκτρόνια είναι οξειδωτικά και τα οποία λαμβάνουν ηλεκτρόνια - αναγωγικούς παράγοντες.

Ο οξειδωτικός παράγοντας αποκαθίσταται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, ο αναγωγικός παράγοντας οξειδώνεται.

Οι ιδιότητες οξειδοαναγωγής της ουσίας και ο βαθμός οξείδωσης των ατόμων

Οι ενώσεις που περιέχουν άτομα στοιχείων με τον μέγιστο βαθμό οξείδωσης μπορούν να οξειδώσουν μόνο σε αυτά τα άτομα, επειδή Έδωσαν ήδη όλα τα ηλεκτρόνια του σθένους και είναι σε θέση να πάρουν μόνο ηλεκτρόνια. Ο μέγιστος βαθμός οξείδωσης ενός ατόμου στοιχείου ισούται με τον αριθμό της ομάδας στον περιοδικό πίνακα στον οποίο ανήκει αυτό το στοιχείο. Οι ενώσεις που περιέχουν τα άτομα στοιχείων με ελάχιστη οξείδωση μπορούν να χρησιμεύσουν μόνο με αναγωγικούς παράγοντες, καθώς μπορούν να δώσουν μόνο ηλεκτρόνια, επειδή το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας σε τέτοια άτομα ολοκληρώνεται από οκτώ ηλεκτρόνια. Ο ελάχιστος βαθμός οξείδωσης στα μεταλλικά άτομα είναι 0, για μη μετάλλων - (Ν-8) (όπου ο αριθμός Ν-ομάδας στο Περιοδικό σύστημα). Ενώσεις που περιέχουν τα άτομα των στοιχείων με έναν ενδιάμεσο βαθμό οξείδωσης μπορούν να είναι οξειδωτικά και αναγωγικοί παράγοντες, ανάλογα με τον συνεργάτη, με τον οποίο αλληλεπιδρούν στις συνθήκες αντίδρασης.

Σημαντικοί αναγωγικοί παράγοντες και οξειδωτικοί

Αποκαθιστά

Μονοξείδιο του άνθρακα (II) (CO).

Υδρόζωμα (Η2Α).

οξείδιο του θείου (IV) (SO 2).

Το θειικό οξύ Η2ο 3 και το αλάτι του.

Αλογόνα οξέα και τα άλατά τους.

Μεταλλικά κατιόντα στους χαμηλότερους βαθμούς οξείδωσης: SNCL2, FECL2, MNSO4, CR2 (SO4) 3.

Αζωτούχο οξύ hno 2.

αμμωνία ΝΗ 3;

ΝΗ2 ΝΗ 2 υδραζίνη.

Οξείδιο του αζώτου (II) (όχι).