АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Окислительно-восстановительные реакции

Читайте также:
  1. II. Вывод и анализ кинетических уравнений 0-, 1-, 2-ого порядков. Методы определения порядка реакции
  2. А. Фотохимические тормозные условные реакции
  3. А. Фотохимические условные реакции
  4. Аналитические реакции, их характеристики
  5. Аффективные реакции
  6. Аффективные реакции
  7. Б. Кожно-гальванические тормозные условные реакции
  8. Б. Условные электрокорковые реакции
  9. Боялась даже думать о реакции людей,сама ведь попалась на приворот,как так можно было.
  10. В каком из приведенных случаев возможно протекание реакции обмена?
  11. В. Электрокорковые тормозные условные реакции
  12. Глава 4. Ориентировочные реакции и зависимость их динамики от основных свойств нервной системы

Окислительно-восстановительными называются реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Под степенью окисления (п) понимают тот условный заряд атома, который вычисляется исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов. Иными словами: степень окисленияэто тот условный заряд, который приобрел бы атом элемента, если предположить, что он принял или отдал то или иное число электронов.

Окисление-восстановление – это единый, взаимосвязанный процесс. Окисление приводит к повышению степени окисления восстановителя, а восстановление – к ее понижению у окислителя.

Повышение или понижение степени окисления атомов отражается в электронных уравнениях; окислитель принимает электроны, а восстановитель их отдает. При этом не имеет значения, переходят ли электроны от одного атома к другому полностью и образуются ионные связи или электроны только оттягиваются к более электроотрицательному атому и возникает полярная связь. О способности того или иного вещества проявлять окислительные, восстановительные или двойственные (как окислительные, так и восстановительные) свойства можно судить по степени окислении атомов окислителя и восстановителя.

Атом того или иного элемента в своей высшей степени окисления не может ее повысить (отдать электроны) и проявляет только окислительные свойства, а в своей низшей степени окисления не может ее понизить (принять электроны) и. проявляет только восстановительные свойства. Атом же элемента, имеющий промежуточную степень окисления, может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.


Например:

N5+ (HNO3) S6+ (H2SO4) проявляют только окислительные свойства;

N4+ (NO2) S4+ (SO2)

N3+ (HNO2)

N2+ (NO) S2+ (SO) проявляют окислительные и восстанови-

N1+ (N2O) тельные свойства;

N0 (N2) S0 (S2; S8)

N-1 (NH2OH) S-1 (H2S2)

N2- (N2H4)

N3- (NH3) S2- (H2S) проявляют только восстановительные свойства.

При окислительно-восстановительных реакциях валентность атомов может и не меняться. Например, в окислительно-восстановительной реакции Н20 + С120 = 2H+Cl валентность атомов водорода и хлора до и после реакции равна единице. Изменилась их степень окисления. Валентность определяет число связей, образованных данным атомом, и поэтому знака не имеет. Степень же окисления имеет знак плюс или минус.

Пример 1. Исходя из степени окисления (п) азота, серы и марганца в соединениях NH3, HNO2, HNO3, H2S, H2SO3, H2SO4, MnO2, KMnO4, определите, какие из них могут быть только восстановителями, только окислителями и какие проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства.

Решение. Степень окисления п (N) в указанных соединениях соответственно равна: –3 (низшая), + 3 (промежуточная), +5 (высшая); п (S) соответственно равна:
–2 (низшая), +4 (промежуточная), +6 (высшая); п (Мn) соответственно равна: +4 (промежуточная), +7 (высшая). Отсюда: NH3, H2S – только восстановители; HNO3, H2SO4, KMnO4 – только окислители; HNO2, H2SO3, MnO2 – окислители и восстановители.

Пример 2. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами: a) H2S и Hl; б) Н2S и H2SO3; в) H2SO3 и НСlO4?

Решение. а) Степень окисления в H2S n (S) = –2; в Hl n (l) = –1. Так как и сера, и йод находятся в своей низшей степени окисления, то оба взятые вещества проявляют только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут; б) в H2S n (S) = –2 (низшая); в H2SO3 n (S) = +4 (промежуточная). Следовательно, взаимодействия этих веществ возможно, причем H2SO3 является окислителем; в) в H2SO3 п (S) = +4 (промежуточная); в НСlО4 п (Cl) = +7 (высшая). Взятые вещества могут взаимодействовать. H2SO3 в этом случае будет проявлять восстановительные свойства.

Пример 3. Составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции, идущей по схеме:

+ 7 +3 +2 +5

КМnО4 + Н3РО3 + H2SO4 ® MnSO4 + Н3РО4 + K2S04 + Н2О

Решение. Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют свою степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях:

 
 


восстановитель 5 P3+ – 2 e = P5+ процесс окисления

окислитель 2 Mn7+ + 5 e = Mn2+ процесс восстановления

 

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которое присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов десять. Разделив это число на 5, получаем коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 2 получаем коэффициент 5 для восстановителя и продукта его окисления. Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором. Уравнение реакции будет иметь вид:

2КМnО4 + 5Н3РО3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Н3РО4 + K2SO4 + ЗН2О

Пример 4. Составьте уравнение реакции взаимодействия цинка с концентрированной серной кислотой, учитывая максимальное восстановление последней.

Решение. Цинк, как любой металл, проявляет только восстановительные свойства. В концентрированной серной кислоте окислительную функцию несет сера (+6). Максимальное восстановление серы означает, что она приобретает минимальную степень окисления. Минимальная степень окисления серы как р -элемента VIA группы равна –2. Цинк как металл IIВ группы имеет постоянную степень окисления +2. Отражаем сказанное в электронных уравнениях:

 
 


восстановитель 4 Zn0 – 2 e = Zn2+ процесс окисления

окислитель 1 S6+ + 8 e = S2– процесс восстановления

 

Составляем уравнение реакции:

4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4+ H2S + 4H2O

Перед H2SO4 стоит коэффициент 5, а не 1, ибо четыре молекулы H2SO4 идут на связывание четырех ионов Zn2+.

Контрольные вопросы

221. Исходя из степени окисления хлора в соединениях HCl, НС1О3, НСlO4, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

KBr + KBrO3 + H2SO4 ® Br2 + K2SO4 + Н2О

222. Реакции выражаются схемами:

Р + НlO3+ Н2О ® Н3РО4 + Hl

H2S + Cl2 + Н2О ® H2SO4 + HCl

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое – восстановителем; какое вещество окисляется, какое – восстанавливается.

223. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс – окисление или восстановление – происходит при следующих превращениях:

As3– ® As5+; N3+ ® N3–; S2– ® S0

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

Na2SO3 + КМnО4 + Н2О ® Na2SO4 + МnО2 + КОН

224. Исходя из степени окисления фосфора в соединениях РН3, Н3РО4, H3PO3, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

PbS + HNO3 ® S + Pb(NO3)2 + NO + H2O

225. См. условие задачи 222.

P + HNO3 + H2O ® H3PO4 + NO

KMnO4 + Na2SO3 + KOH ® K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

226. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс – окисление или восстановление – происходит при следующих превращениях:

Mn6+ ® Mn2+; Cl5+ ® Cl; N3– ® N5+

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

Сu2О + HNO3 ® Cu(NO3)2 + NO + H2O

227. См. условие задачи 222.

HNO3 + Ca ® NH4NO3 + Ca(NO3)2 + Н2О

K2S + KMnO4 + H2SO4 ® S + K2SO4 + MnSO4 + H2O

228. Исходя из степени окисления хрома, йода и серы в соединениях K2Cr2O7, KI и H2SO3, определите; какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

NaCrO2 + РbО2 + NaOH ® Na2CrO4 + Na2PbO2 + H2O

229. См. условие задачи 222.

H2S + Cl2 + H2O ® H2SO4 + HCl

K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 ® S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

230. См. условие задачи 222.

KClO3 + Na2SO3 ® КСl + Na2SO4

KMnO4 + HBr ® Br2 + KBr +MnBr2 + H2O

231. См. условие задачи 222.

Р + НСlO3 + Н2О ® Н3РО4 + НСl

H3AsO3 + КМnО4 + H2SO4 ® H3AsO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

232. См. условие задачи 222.

NaCrO3 + Вr2 + NaOH ® Na2CrO4 + NaBr + Н2О

FeS + HNO3 ® Fe(NO3)2 + S + NO + H2O

233. См. условие задачи 222.

HNO3 + Zn ® N2O + Zn(NO3)2 + H2O

FeSO4 + KClO3 + H2SO4 ® Fe2(SO4)3 + KCl + H2O

234. См. условие задачи 222.

K2Cr2O7 + HCl ® Cl2+ CrCl3 + KCl + H2O

Au + HNO3 + HCl ® AuCl3 + NO + H2O

235. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: a) NH3 и КМnО4; б) HNO2 и Hl; в) НСl и H2Se? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

КМnО4 + КNО2 + H2SO4 ® MnSO4 + KNO3+ K2SO4 + H2O

236. См. условие задачи 222.

HCl + СrО3 ® Сl2 + CrCl3 + Н2О

Cd + КМnО4 + H2SO4 ® CdSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

237. См. условие задачи 222.

Сr2О3 + КСlO3 + КОН ® К2СrО4 + КСl + Н2О

MnSO4 + РbО2 + HNO3 ® НМnО4 + Pb(NO3)2 + PbSO4 + Н2О

238. См. условие задачи 222.

H2SO3 + НСlO3 ® H2SO4 + HCl

FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 ® Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Н2О

239. См. условие задачи 222.

l2 + Cl2 + Н2О ® НlO3 + HCl

K2Cr2O7 + H3PO3 + H2SO4 ® Cr2(SO4)3 + H3PO4 + K2SO4 + H2O

240. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) РН3 и НВr; б) К2Сr2О7 и Н3РО3; в) HNO3 и H2S? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

AsH3 + HNO3 ® H3AsO4 + NO2 + H2O


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.009 сек.)