docx Шаг 4 Размер: 663 кБ

ОВР
Все химические реакции по признаку изменения степеней окисления участвующих в них
атомов можно разделить на два типа: ОВР (протекающие с изменением степеней
окисления) и не ОВР.
Степень окисления – условный заряд атома в молекуле, рассчитанный, исходя из
предположения, что в молекуле существуют только ионные связи.
Правила для определения степеней окисления
Степень окисления атомов простых веществ равна нулю.
Сумма степеней окисления атомов в сложном веществе (в молекуле) равна нулю.
Степень окисления атомов щелочных металлов +1.
Степень окисления атомов щелочно-земельных металлов +2.
Степень окисления атомов бора, алюминия +3.
Степень окисления атомов водорода +1 (в гидридах щелочных и щелочно-земельных
металлов –1).
Степень окисления атомов кислорода –2 (в пероксидах –1).
Любая ОВР представляет собой совокупность процессов отдачи и присоединения
электронов.
Процесс отдачи электронов называют окислением. Частицы (атомы, молекулы или
ионы), отдающие электроны, называют восстановителями.
В результате окисления степень окисления восстановителя увеличивается.
Восстановителями могут быть частицы в низшей или промежуточной степенях
окисления. Важнейшими восстановителями являются: все металлы в виде простых
веществ, особенно активные; C, CO, NH3, PH3, CH4, SiH4, H2S и сульфиды,
галогеноводороды и галогениды металлов, гидриды металлов, нитриды и фосфиды
металлов.
Процесс присоединения электронов называют восстановлением. Частицы,
принимающие электроны, называют окислителями.
В результате восстановления степень окисления окислителя уменьшается. Окислителями
могут быть частицы в высшей или промежуточной степенях окисления. Важнейшие
окислители: простые вещества-неметаллы, обладающие высокой
электроотрицательностью (F2, Cl2, O2), перманганат калия, хроматы и дихроматы,
азотная кислота и нитраты, концентрированная серная кислота, хлорная кислота и
перхлораты.
Вещества, содержащие частицы в промежуточной степени окисления, могут выступать
как в роли окислителей, так и в роли восстановителей, т.е. проявляют окислительновосстановительную двойственность. Это сернистая кислота и сульфиты,
хлорноватистая кислота и гипохлориты, пероксиды и др.
Различают три типа окислительно-восстановительных реакций.
Межмолекулярные ОВР – окислитель и восстановитель входят в состав различных
веществ, например:
Внутримолекулярные ОВР – окислитель и восстановитель входят в состав одного
вещества. Это могут быть разные элементы, например:
или один химический элемент в разных степенях окисления, например:
Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) – окислителем и
восстановителем является один и тот же элемент, находящийся в промежуточной
степени окисления, например:
Для составления уравнений ОВР можно использовать метод электронного баланса
(электронных схем) или метод электронно-ионного баланса.
Метод электронного баланса:
–1
+5
KClO3
KMnO4 +
KCl +
H2SO4 =
Cl2
+
MnSO4
+
=
K2SO4
KCl
0
+
O2
+ H2 O
Двойка и пятерка – главные коэффициенты уравнения, благодаря которым удается легко
подобрать все другие коэффициенты.
2KMnO4 + 10KCl + 8H2SO4 = 5Cl2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
Задание 1. Составить уравнения ОВР с помощью метода электронного
баланса, определить тип ОВР.
1. Цинк + дихромат калия + серная кислота = сульфат цинка + сульфат
хрома(III) + сульфат калия + вода.
Решение
Электронный баланс:
2. Сульфат олова(II) + перманганат калия + серная кислота = сульфат
олова(IV) + сульфат марганца + сульфат калия + вода.
3. Йодид натрия + перманганат калия + гидроксид калия = йод + манганат
калия + гидроксид натрия.
4. Сера + хлорат калия + вода = хлор + сульфат калия + серная кислота.
5. Йодид калия + перманганат калия + серная кислота = сульфат марганца(II)
+ йод + сульфат калия + вода.
6. Сульфат железа(II) + дихромат калия + серная кислота = сульфат
железа(III) + сульфат хрома(III) + сульфат калия + вода.
7. Нитрат аммония = оксид азота(I) + вода.
Ответы к заданию 1
Задание 2. С помощью метода электронного баланса подберите коэффициенты в
уравнениях окислительно-восстановительных реакций:
1) NH3 + O2 = NO + H2O
5) P + N2O = N2 + P2O5
2) PH3 + Cl2 = PCl3 + HCl
6) NO2 + H2O = HNO3 + NO
3) CH4 + Cl2 = CCl4 + HCl
7) NH4NO3 = N2O + H2O
4) CuO + NH3 = Cu + N2 + H2O
Метод электронно-ионного баланса:
При использовании метода полуреакций (электронно-ионный баланс) следует иметь в
виду, что в водных растворах связывание избыточного кислорода и присоединение
кислорода восстановителем происходит по-разному в кислой, нейтральной и щелочной
средах.
В кислых растворах избыток кислорода связывается протонами с образованием молекул
воды, а в нейтральных и щелочных – молекулами воды с образованием гидроксид-ионов.
Присоединение кислорода восстановителем осуществляется в кислой и нейтральной
средах за счет молекул воды с образованием ионов водорода, а в щелочной среде – за
счет гидроксид-ионов с образованием молекул воды.
Нейтральная среда:
слева только Н2О(исходно среда
нейтральная)
=
справа Н+ и ОН–(среда в ходе
реакции может меняться)
окислитель + Н2О = … + ОН–,
восстановитель + Н2О = … + Н+.
Щелочная среда: Н2О и ОН–
окислитель + Н2О = … + ОН–,
восстановитель + ОН– = … + Н2О.
Кислая среда: Н2О и Н+
окислитель + Н+ = … + Н2О,
восстановитель + Н2О = … + Н+.
Пример: Сульфит натрия + перманганат калия + соляная кислота =
О перманганате мы всё знаем:
Задание 3. С помощью метода электронно-ионного баланса составить уравнения ОВР,
протекающих в определенной среде.
В нейтральной среде
1. Сульфит натрия + перманганат калия + вода = ...................... .
2. Гидроксид железа(II) + кислород + вода = ............................... .
3. Бромид натрия + перманганат калия + вода = ......................... .
4. Сероводород + бром + вода = серная кислота + ...................... .
5. Нитрат серебра(I) + фосфин + вода = серебро + фосфорная к-та +....... .
В щелочной среде
1. Сульфит натрия + перманганат калия + гидроксид калия = ...................... .
2. Бромид калия + хлор + гидроксид калия = бромат калия + ...................... .
3. Сульфат марганца(II) + хлорат калия + гидроксид калия = манганат калия +.. .
4. Хлорид хрома(III) + бром + гидроксид калия = хромат калия + ...................... .
5. Оксид марганца(IV) + хлорат калия + гидроксид калия = манганат калия +
...................... .
В кислой среде
1. Сульфит натрия + перманганат калия + серная кислота = ...................... .
2. Нитрит калия + йодид калия + серная кислота = оксид азота (II) + ...................... .
3. Перманганат калия + оксид азота(II) + серная кислота = оксид азота(IV) + ........... .
4. Йодид калия + бромат калия + соляная кислота = ...................... .
5. Нитрат марганца(II) + оксид свинца(IV) + азотная к-та = марганцовая к-та +…… .
Ответы на упражнения задания 3
В нейтральной среде
В щелоч н о й с р е д е
В кислой среде
Разложение нитратов при нагревании:
Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Zn→Cr→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb
→(H)→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au
Нитраты металлов, расположенных
левее магния Mg, (за исключением лития) при
разложении образуют нитриты и кислород
Нитраты металлов, расположенных
от Mg до Cu, а также Li при разложении дают
оксид металла, NO2 и кислород.
Нитраты металлов, расположенных в данном
ряду после Cu образуют
свободный металл,NO2 и кислород.
Термическое разложение нитрата аммония