Редукционните свойства имат ... Редоксни свойства

Оксидационните редуциращи свойства на отделните атоми, както и на йоните, са важен въпрос в съвременната химия. Този материал помага да се обясни активността на елементите и веществата, за да се направи подробно сравнение на химичните свойства на различните атоми.

Какво представлява окислителят?

Много от задачите по химия, включително тестовите въпроси на единния държавен изпит в степен 11 и ОГЕ в 9 клас, са свързани с тази концепция. Окислителят се счита за атоми или йони, които в процеса на химическо взаимодействие вземат електрони от друг йон или атом. Ако анализираме оксидиращите свойства на атомите, имаме нужда периодична система Университета Менделеев. В периодите, лежащи в таблицата отляво надясно, окислителната способност на атомите се увеличава, т.е. се променя подобно на неметалните свойства. В основните подгрупи подобен параметър намалява отгоре надолу. Сред най-силните прости вещества с окислителна способност, флоридът е лидер. Такъв термин като "електронегонактивност", т.е. възможността на атом, приемащ електрони в случай на химическо взаимодействие, да се счита за синоним на окислителни свойства. Сред сложните вещества, които се състоят от два или повече химични елемента, могат да се имат предвид ярките окислители: калиев перманганат, калиев хлорат, озон.

Какво представлява редуциращ агент

Редуциращите свойства на атомите са характерни за простите вещества, които имат метални свойства. В периодичната таблица металните свойства отляво надясно се отслабват, а в главните подгрупи (вертикално) те се увеличават. Същността на възстановяването при възвръщане на електроните, които се намират на външното енергийно ниво. Колкото е по-голям броят на електронните черупки (нива), толкова по-лесно е да се дават "допълнителни" електрони по време на химичното взаимодействие.

Отлични редуциращи свойства са активните (алкални, алкалоземни) метали. В допълнение, вещества, показващи подобни параметри, ние ще изберем серен оксид (6), въглероден окис. За да се постигне максимална степен на окисление, тези съединения са принудени да проявяват редуциращи свойства.

Окислителният процес

Ако по време на химичното взаимодействие атомът или йонът дават електрони на друг атом (йон), ние говорим за процеса на окисляване. За да се анализира как се променят редуциращите свойства и окислителните способности, ще се изисква таблица на елементите на Менделеев, както и познания за съвременните физически закони.

Процес на възстановяване

Реставрационните процеси възприемат приемането на йони или атоми на електрони от други атоми (йони) по време на директно химическо взаимодействие. Отличните редуциращи агенти са нитрити, сулфити на алкални метали. Редуциращите свойства в системата на елементите се различават по подобие на металните свойства на простите вещества.

Алгоритъмът за синтактичен анализ на OVP

За да може в крайната химическа реакция студентът да уреди коефициентите, е необходимо да се използва специален алгоритъм. Оксидационните редуциращи свойства спомагат за решаването на разнообразни изчислителни проблеми в аналитичната, органичната, общата химия. Предлагаме реда на анализиране на всяка реакция:

1. Първо, важно е да се определи за всеки наличен елемент степента на окисляване, като се използват правилата.
2. След това определете тези атоми или йони, които са променили окислителното си състояние, ще участват в реакцията.
3. Знаците "минус" и "плюс" показват броя на свободните електрони, които са били взети и получени по време на химическата реакция.
4. Освен това, между броя на всички електрони се определя минималният общ множител, т.е. цяло число, което е разделено без остатък от получените и доставените електрони.
5. Тогава тя се разделя на електрони, които участват в химическата реакция.
6. Освен това, ние определяме кои йони или атоми притежават редуциращите свойства и също определяме оксидантите.
7. На последния етап поставете коефициентите в уравнението.

Прилагайки метода на електронния баланс, ние ще уредим коефициентите в дадена реакционна схема:

NaMnO₄ + сероводород + сярна киселина = S + MnSO₄ +hellip- + ...

Алгоритъм за решаване на проблема

Нека да разберем кои вещества трябва да се образуват след взаимодействието. Тъй като реакцията вече има окисляващ агент (той ще бъде манган) и редуциращ агент е дефиниран (той ще бъде сяра), образуват се вещества, в които окислителните състояния вече не се променят. Тъй като основната реакция е между солта и силната кислородсъдържаща киселина, едно от крайните вещества би било водата, а втората - натриева сол, по-точно натриев сулфат.

Нека сега формулираме схема за отдръпване и приемане на електрони:

- Mn⁺⁷ отнема 5 е = Mn^+2.

Втората част на схемата:

- S^-2 дава 2e = S⁰

Поставяме коефициентите в първоначалната реакция, без да забравяме да обобщим всички серни атоми в частите на уравнението.

2NaMnO₄ + 5Н₂S + 3H₂SO₄ = 5S + 2MnSO₄ + 8Н₂О + Na₂SO₄.

Анализ на СБД с участието на водороден прекис

Прилагайки алгоритъма за анализ на OVP, можем да формулираме уравнението на протичащата реакция:

водороден пероксид + сярна киселина + калиев перманганат = MnSO₄ + кислород + hellip- + ...

Степента на окисление променя кислородния йон (в водороден пероксид) и мангановия катион в калиев перманганат. Това означава, че има редуциращо средство, както и окислителят.

Ще определим какъв вид вещества все още може да се получи след взаимодействието. Един от тях ще бъде водата, което очевидно е реакцията между киселина и сол. Калият не образува ново вещество, вторият продукт ще бъде калиева сол, а именно сулфат, тъй като реакцията е със сярна киселина.

Шофиране:

2О ^{- дава} 2 електрони и се превръща в О₂⁰ 5

Mn⁺⁷ отнема 5 електрона и се превръща в йон Mn⁺² 2

Поставяме коефициентите.

5Н₂О₂ + 3H₂SO₄ + 2KMnO₄ = 50₂ + 2Mn SO₄ + 8Н₂O + K₂SO₄

Пример за IRS анализ, включващ калиев хромат

Използвайки метода за електронно балансиране, ние ще съставим уравнението с коефициентите:

FeCl₂ + солна киселина + калиев хромат = FeCl₃+ CrCl₃ + hellip- + ...

Степените на окисляване променят желязото (в железен хлорид II) и хромовия йон в калиев дихромат.

Сега ще се опитаме да разберем какви други вещества се образуват. Човек може да бъде сол. Тъй като калият не образува никакво съединение, следователно вторият продукт ще бъде калиева сол, по-точно хлорид, тъй като реакцията протича със солна киселина.

Да направим схема:

Fe⁺² дава e =Fe⁺³ 6 редуциращо средство,

2Cr⁺⁶ отнема 6 e = 2Cr ⁺³ 1 окислител.

Поставете коефициентите в първоначалната реакция:

6К₂Cr₂О₇ + FeCl₂ + 14HCI = 7Н₂О + 6FeCl₃ + 2CrCl₃ + 2KCl

Пример за IRS анализ, включващ калиев йодид

Въоръжени с правилата ще съставим уравнението:

Калиев перманганат + сярна киселина + калиев йодид ... манганов сулфат + йод + хелип + ...

Степени на окисление промениха мангана и йода. Това означава, че има редуциращ агент и окислител.

Сега ще разберем какво в крайна сметка ще се образува в нас. Съединението ще бъде в калий, т.е. получаваме калиев сулфат.

Реставрационните процеси се появяват в йодните йони.

Да направим схемата на предаване на електрони:

- Mn⁺⁷ отнема 5 е = Mn⁺² 2 е окислител,

- 2и^- връща обратно2 e = I₂⁰ 5 е редуциращо средство.

Ние организираме коефициентите в първоначалната реакция, не забравяйте да обобщим всички серни атоми в това уравнение.

210KI + KMnO₄ + 8Н₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5I₂ + 6К₂SO₄ + 8Н₂О

Пример за IRS анализ, включващ натриев сулфит

Използвайки класическия метод, формулираме за схемата уравнението:

- сярна киселина + КМпО₄ + Натриев сулфат ... Натриев сулфат + манганов сулфат + хелип + ...

След взаимодействието получаваме натриева сол, вода.

Да направим схема:

- Mn⁺⁷ отнема 5 е = Mn⁺² 2

- S⁺⁴ дава 2 e = S⁺⁶ 5.

Ние организираме коефициентите в разглежданата реакция, ние не забравяме да добавим серни атоми, когато коефициентите са подредени.

3H₂SO₄ + 2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ = К₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂О.

Пример за анализ на СБД, включващ азот

Изпълнете следната задача. Използвайки алгоритъма, ние ще съставим пълното уравнение на реакцията:

- Манганов нитрат + азотна киселина + PbO₂= HMnO₄+Pb (NO₃) ₂+

Нека анализираме какво вещество все още се формира. Тъй като реакцията е станала между силен окислител и сол, това означава, че веществото ще бъде вода.

Нека да покажем промяната в броя на електроните:

- Mn⁺² дава 5 е = Mn⁺⁷ 2 показва свойствата на редуциращото средство,

- Pb⁺⁴ отнема 2 e = Pb⁺² 5 с окисляващ агент.

3. Ние организираме коефициентите в първоначалната реакция, трябва да добавим целия наличен азот в лявата страна на първоначалното уравнение:

- 2Mn (NO₃)₂ + 6HNO₃ + 5PbO₂ = 2НМпО₄ + 5Pb (NO₃)₂ + 2H₂О.

При тази реакция не се появяват редуциращите свойства на азота.

Втората проба на окислително-редукционна реакция с азот:

Zn + сярна киселина + HNO₃= ZnSO₄ + НЕ + ...

- Zn⁰ дава 2 e = Zn⁺² 3 ще бъде редуциращо средство,

N⁺⁵отнема 3 e = N⁺² 2 е окисляващ агент.

Поставяме коефициентите в дадена реакция:

3Zn + ЗН₂SO₄ + 2HNO₃ = 3ZnSO₄ + 2NO + 4Н₂О.

Значение на окислително-редукционните реакции

Най-известните редукционни реакции са фотосинтезата, характерна за растенията. Как се променят редуциращите свойства? Процесът се осъществява в биосферата, което води до увеличаване на енергията чрез външен източник. Това е тази енергия, която човечеството използва за своите нужди. Сред примери за окислителни и редукционни реакции, свързани с химически елементи, трансформации азотни съединения, въглерод, кислород. Благодарение на фотосинтезата наземната атмосфера има такъв състав, който е необходим за развитието на живи организми. Благодарение на фотосинтезата, количеството въглероден диоксид в въздушната обвивка не се увеличава, повърхността на Земята не се прегрява. Растението се развива не само чрез реакция на окисление-редукция, но също така образува такива вещества, необходими на човек като кислород, глюкоза. Без тази химическа реакция е възможен пълен цикъл от вещества в природата, както и съществуването на органичен живот.

Практическо приложение на OVR

За да се запази повърхността на метала, е необходимо да се знае, че активните метали имат редуциращи свойства, така че е възможно повърхността да се покрие със слой от по-активен елемент, като същевременно се забави процесът на химическа корозия. Поради наличието на окислително-редукционни свойства се извършва пречистване и дезинфекция на питейна вода. Никой проблем не може да бъде решен без правилно задаване на коефициентите в уравнението. За да се избегнат грешките, е важно да имате представа за всички параметри на окисление-редукция.

Защита срещу химическа корозия

Особен проблем за човешкия живот и дейност е корозията. В резултат на тази химическа трансформация е унищожаването на метала, губят характеристиките си на работа на частите на автомобила, машинните инструменти. За да се коригира подобен проблем, се използва протекция на протектора, покритието на метала със слой лак или боя, използването на антикорозионни сплави. Например, желязната повърхност е покрита със слой от активен метал - алуминий.

заключение

В човешкото тяло възникват редица възстановителни реакции, които осигуряват нормалната работа на храносмилателната система. Такива основни процеси на жизненоважна дейност, като ферментация, гниене, дишане, също се свързват с възстановителни свойства. Имат такива възможности всички живи същества на нашата планета. Без реакции с отдръпване и приемане на електрони е невъзможно да се извличат минерали, промишлено производство на амоняк, алкали, киселини. В аналитичната химия всички методи на обемния анализ се основават на процесите на окисление-редукция. Борбата срещу такъв неприятен феномен като химическата корозия се основава и на познаването на тези процеси.