Окисно-відновні процеси презентация

знаходження
коефіцієнтів у окисно-відновних реакціях

4. Залежність перебігу окисно-відновних реакцій
від різних чинників

5. Молярна маса еквівалента окисника та відновника

Тема:
ОКИСНО-ВІДНОВНІ ПРОЦЕСИ

природі, умовно поділяються на дві основні групи:
1 — реакції невалентних перетворень і
2 — окисно-відновні реакції.
Під час перебігу реакцій першої групи ступені окиснення атомів елементів, що входять до складу реагуючих речовин, не змінюються.

що входять до складу реагуючих речовин, змінюють свій ступінь окиснення.

Отже, окисно-відновними називають ті хімічні реакції, перебіг яких супроводжується зміною ступеня окиснення атомів елементів, що входять до складу реагуючих речовин

а другий — окисно-відновним, оскільки Цинк, Карбон, Оксиген, Калій не змінюють своїх ступенів окиснення, тоді як у Хрому ступінь окиснення підвищується від +3 до +6, а в Нітрогену, навпаки, понижується від +5 до +3.
З-поміж двох реакцій, які відбуваються у розчинах за участю
органічних речовин —

так само: перша реакція є обмінною, а друга - окисно-відновною
Отже, для характеристики окисно-відновних реакцій оперують поняттям ступеня окиснення елемента у сполуці.

СТУПІНЬ ОКИСНЕННЯ ЕЛЕМЕНТА

Ступінь окиснення — це умовний заряд, який мав би мати атом, якби електрони усіх хімічних зв'язків, які він утворює з іншими атомами, були зміщені до атома більш, електронегативного елемента.

окиснення.
Позитивний ступінь окиснення визначається кількістю електронів,
які формально "відійшли" від заданого атома.
Негативний ступінь окиснення дорівнює кількості електронів,
котрі формально "придбав" заданий атом.
Ступені окиснення позначають арабськими цифрами зі знаком "плюс" або "мінус" перед цифрою і розміщують над символом елемента, наприклад,

Ступені окиснення часто позначають римськими цифрами в дужках після символа елемента або після їхньої назви, наприклад, Си(І), Мп(ІІ), манган (VII), фосфор (V) тощо.
Заряди йонів, на відміну від ступеня окиснення, позначають арабськими цифрами зі знаком "плюс" або "мінус" після цифри, які розміщують у правому верхньому куті після символів, наприклад,

таких правил:

1

2

Н3РО4, К2Cr2O7; KMnO4; Fe(CO)5; K3[Fe(CN)6]

Беручи до уваги п. 1, 2, 3 і 5 правил, можна скласти рівняння n1Z1 + n2Z2 + n3Z3 + … niZi = 0,
Де ni – кількість і-го атома в сполуці
Zi – ступінь окиснення і-го атома.

Підставляючи відомі значення n i Z, знаходимо:
Н3РО4: 3(+1) + 1 · ZP + 4(-2) = 0; ZP = +5
К2Cr2O7: 2(+1) + 2 · ZСr + 4(-2) = 0; ZCr = +6
KMnO4; 1(+1) + 1 · ZMn + 4(-2) = 0; ZMn = +7
Fe(CO)5; 1 · ZFe + 5(+2) + (-2) = 0; ZFe = 0
K3[Fe(CN)6]: 3(+1) + ZFe + 6(-1) = 0; ZFe = +3

ступінь окиснення – 1;
• Один зв'язок атома Оксигену з атомом Карбону робить внесок у його ступінь окиснення +1 (два зв'язки — +2);
• Один зв'язок атома Карбону з іншим атомом С робить нульовий внесок у його ступінь окиснення;
• Один зв'язок атома більш електронегативного елемента з атомом Карбону робить внесок у його ступінь окиснення +1;
• Один зв'язок атома більш електропозитивного елемента з атомом Карбону робить внесок у його ступінь окиснення -1.

окисної активності від J2 доF2; кисень (О2), озон (О3)
Оксиди елементів з високими ступенями окиснення
(Mn2О7; CrO3; SO3; NO2; HgO)

3. Кислоти, які містять елементи з високими ступенями окиснення (HNO3; H2SO4; HJO3)
4. Солі, які містять елементи з високим ступенем окиснення (KMnO4; K2Cr2O7; KClO3)

5. Йони металів з високим ступенем окиснення
або йони малоактивних металів (Fe3+; Cu2+; Ag+),
а також йон Н+
6. Анод при електролізі

та ін.); водень (Н2) та Карбон (С) при нагріванні.
Оксиди: СО, SO2.

3. Безоксигеновмісні кислоти, які містять елемент у від’ємній ступені окиснення (HCl; HF; HBr; H2S).
4. Гідрогеновмісні сполуки (NH3; PH3; CH4 та ін.)

5. Йони металів з низьким ступенем окиснення (Sn2+; Fe2+; Cr2+), а також гідрид-йон Н-
6. Органічні речовини (альдегіди, спирти,
аміни та ін.)
7. Катод при електролізі

містять елементи в проміжній ступені окиснення (H2SO3; HNO2; H2O2; SO2; Na2O2; K2SO3;
NaNO3; Cr2O3; MnO2)
Наприклад:

до іншого

електрони, тобто окиснюється до Купрум (ІІ). Нітратна кислота відновлюється до оксиду нітрогену (IV), при цьому ступінь окиснення Нітрогену зменшується з +5 до +4.

ОКИСНЕННЯ МІДІ
НІТРАТНОЮ КИСЛОТОЮ

до утворення гідроксиду Феруму (ІІІ)

Повітря Дистильована вода Повітря і вода

4

3

з киснем.

ГОРІННЯ

окисник і відновник знаходяться у складі молекул
або атомів різних речовин.
Наприклад:

Такого типу окисно-відновні реакції можуть відбуватись в газуватій, твердій фазі та в розчинах, а також в різних гетерогенних системах

яких змінюється ступінь окиснення елементів, що входять до складу однієї речовини. Тобто окисник і відновник знаходяться в одній молекулі.
При цьому атом з вищим ступенем окиснення буде окиснювати атом з нижчим ступенем окиснення.
Наприклад:

яких один і той же елемент є одночасно і окисником, і відновником. При цьому він входить до складу вихідної речовини з проміжним ступенем окиснення, який виявляється в тих чи інших випадках нестійким.
Наприклад:

В реакціях диспропорціонування коефіцієнт перед формулою вихідної речовини дорівнює сумі коефіцієнтів перед окисненою і відновленою формулою речовини у правій частині.

істотно впливає температура, концентрація реагуючих речовин, наявність каталізатора, а на глибину і напрямок їх перебігу – кислотність середовища, або значення рН.

1. Температура. З підвищенням температури можливе
утворення різних продуктів. Наприклад:
Cl2 + 2KOH → KCl +KClO = H2O (н.у.)
3Cl + 6 KOH → KClO3 + 5KCl + 3Н2O (підвищення температури)

2. Каталізатор. З додаванням каталізатора у деяких випадках може змінитись напрямок перебігу окисно-відновної реакції. Наприклад:
KClO3 → 2KCl + 3О2 (кат. MnO2)
4KClO3 → 3KClO4 + KCl (без каталізатора)

реакції середовища.

У кислотному середовищі йони Гідрогену спричинюють сильну деформацію перианганат-йонів, послаблюють зв’язок між атомами Мангану й Оксигену, здатні відщеплювати атоми оксигену й утворювати з ними молекули води. Внаслідок цього відновник
реагує активніше.

1. Кисле середовище рН < 7

значно менше, оскільки поляризаційна дія молекули води значно слабкіша, ніж Н+.
Гідроксид-йони, навпаки, сприяють зміцненню зв’язку Mn-O

Буре забарвлення

джерелом атомів оксигену є катіон.

4. Концентрація. На процес окиснення-відновлення значною мірою впливають концентрація окисника і відновника.
Із збільшенням концентрації окисника або зменшення концентрації відновника окисника здатність
окисника зростає.

активніший.
Якщо розмістити метали у порядку зменшення їхньої активності, то отримаємо ряд активностей металів.

Кожний метал цього ряду може витіснити з розчинів солей всі метали, розміщені праворуч від нього. Наприклад:

Для визначення цієї величини треба знати число електронів, які в даній реакції віддає одна молекула відновника або приєднує така сама кількість окисника, тобто

де п — число електронів, відданих відновником або приєднаних окисником.

Визначення молярної маси еквівалента речовин в окисно-відновних реакціях

взаємодії калій перманганату з ферум (ІІ) сульфатом у кислому середовищі.

Отже, один моль-еквівалент КМпО4 масою 31,6г прореагує без залишку з одним моль-еквівалентом ферум (ІІ)
сульфату масою 152 г.

1998.
– 480 с.

ЛІТЕРАТУРА

2. Базелюк І.І., Величко Л.П., Титаренко Н.В. Довідникові матеріали з хімії. – К.: Ірпінь: ВТФ “Перун”, 1998. – 224 с.

3. Григор’єва В.В., Самійленко В.М., Сич А.М. Загальна хімія – К.: Вища школа, 1991. – 429 с.