Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

VI. Окислительно-восстановительные реакции

Читайте также:
  1. V. Ионные реакции
  2. Аллергические реакции немедленного типа
  3. Аллергические реакции.
  4. Аналитические признаки веществ и аналитические реакции
  5. Аналитические реакции катионов II группы
  6. Аналитические реакции катионов III группы
  7. Баланс продуктов азотной реакции
  8. Вещества реакции
  9. Взаимодейчтвие генотипа и среды при формировании признака. Модификационная изменчивость, ее значение в жизни организма. Закономерности модификационной изменчивости. Норма реакции.

 

Окислительно-восстановительные реакции протекают с изменением степени окисления атомов, входящих в состав молекул окислителя и восстановителя. Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный на основании предположения, что молекула состоит только из ионов. Понятие "степень окисления" и валентность различны. Валентность - число не спаренных электронов на внешнем энергетическом уровне атома (s-, p-элементы) или на внешнем и предвнешнем незавершенном d-подуровне (d-элементы). Другими словами, это число электронов атома, участвующих в образовании валентных связей. Степень окисления в отличие от валентности имеет положительное, отрицательное или нулевое значение. Например, в молекуле KCl валентность калия равна 1, а степень окисления +1, в молекуле Сl2 валентность атома хлора равна 1, а степень окисления равна нулю. Условно реакцию окисления-восстановления можно записать в виде:

OKИC1 + BOCCT2 = BOCCT1 + ОКИС2.

Окисление - процесс отдачи электронов, восстановление - процесс присоединения электронов. Окислитель в результате реакции восстанавливается, а восстановитель - окисляется. Окисление и восстановление - это две составляющие единого процесса. В соответствии с законом сохранения массы, количество электронов, принятых окислителем, равно числу электронов, отданных восстановителем. Это равенство записывается в виде уравнений электронного баланса:

n2 | OKИC1 + n1ē ® BOCCT1

n1 | BOCCT2 - n2 ē ® ОКИС2

Для правильного составления уравнений реакций окисления-восстановления необходимо правильно определить величину и знак степени окисления любого атома в молекуле.

1) Степень окисления атома в молекуле простого вещества равна нулю (O2°, J2°, N2°, Fe°, Zn°, Mg°).

2) Степень окисления кислорода O-2 во всех соединениях, кроме перекиси водорода и оксида фтора (Н2О2-1, O+2F2). Например, N2O-2, CaCO3-2.

3) Степень окисления атома водорода во всех соединениях равна +1 (кроме гидридов щелочных и щелочноземельных металлов типа NaH-1, CaH2-1). Например, H+12O, H+12SO4, RbH+12PO4, NaOH+1 .

4) Молекула нейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю. Например, молекула H2-1S+6O4-2, сумма зарядов атомов равна 2·(+1)+(+б)+4-(-2) =+8-8=0.

5) Атом элемента в своей высшей положительной степени окисления может быть только окислителем. Например, S6+ + 2ē ® S4+.

6) Атом элемента в своей низшей степени окисления может быть только восстановителем. Например, S2- - 2ē ® S0, 2Сl- - 2ē ® Сl 20.

7) Атом элемента, находящийся в промежуточной степени может проявлять свойства окислителя и восстановителя. Например, окислительные свойства: Cl3+ + 2ē ® Cl+, Мn4+ + 2ē ® Мn2+,

восстановительные свойства: Cl3+ - 2е = Сl5+, Мn4+ - 3е = Мn7+.

Рассмотрим изменение окислительно-восстановительных свойств простых веществ и сложных соединений для р-элементов 5-7 групп ПСЭ.

 

5 группа (на примере азота)

  Степень окисления азота
-3 +1 +2 +3 +4 +5
Формы некоторых устойчивых химических соединений аммиак NH3, катион аммония NH41+, NH4Cl соли аммония N2 N2O NO N2O3, соли азотистой кислоты HNO2-нитриты КNO2 NO2 N2O5, Соли азотной кислоты HNO3 – нитраты KNO3
Свойства Восстановительные ослабевают

 

6 группа ( на примере S)

  Степень окисления серы
-2 +4 +6
Формы некоторых устойчивых химических соединений Соли сероводородной кислоты H2S -сульфиды K2S S SO2, Соли сернистой кислоты H2SO3 -сульфиты Na2SO3 SO3, Соли серной кислоты H2SO4- сульфаты Na2SO4
Свойства Восстановительные ослабевают

 

7 группа ( на примере хлора)

  Степень окисления хлора
-1 +1 +3 +5 +7
Формы некоторых устойчивых химических соединений HCl NaCl Соли Хлориды Cl2 Cl2O HClO Хлорноватистая кислота KСlO Соли гипохлориты Cl2O3 HClO2 Хлористая кислота KClO2 Соли хлориты Cl2O5 HClO3 Хлорноватая кислота KClO3 Соли хлораты Cl2O7 HClO4 Хлорная кислота KClO4 Соли Перхлораты
Свойства Восстановительные ослабевают

 

Исключение в 7 группе составляет атом фтора, который является сильнейшим окислителем и для него возможен только один переход F20 + 2е = 2F-.

Атомы металлов, обладающие переменной положительной степенью окисления, проявляют окислительные и восстановительные свойства в зависимости от степени окисления в данном соединении. Например, Fe2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+ - восстановители, a Fe3+, Ni3+, Sn4+, Pb4+- окислители. Все металлы в свободном состоянии (Mg0, Zn°, Fe°) - восстановители.

 

Окислительно-восстановительные свойства
соединений марганца (d-семейство)

 

Перманганат калия КМnO4 является важным неорганическим окислителем. Степень его восстановления в окислительно-восстановительных реакциях зависит от кислотности среды, в которой протекает реакция.

 

  Степень окисления марганца
+2 +3 +4 +6 +7
Формы некоторых устойчивых химических соединений MnO Mn(OH)2 MnCl2 Mn2O3 MnO2 Mn(OH)4 H2MnO3 K2MnO3 - K2MnO4 Na2MnO4 Mn2O7 HMnO4 KMnO4
Свойства Восстановительные ослабевают

 

Схематически поведение KMnO4 в качестве окислителя в зависимости от рН раствора можно представить в виде:

7+ H2SO4
KMnO4 → MnSO4, K2SO4, Н2О; Mn+7 + 5e = Мn+2 электронное уравнение;

7+ НОН
KMnO4 → MnO2, КОН; Mn+7 + 3е = Мn+4 электронное уравнение;

7+ КОН
KMnO4 → K2MnO4, H2O; Mn+7 + е = Мn+6 электронное уравнение .


Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 13 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2021 год. (0.026 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав