Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна.

Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна.

Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные степени окисления, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью - положительные.

Расчет степени окисления. Для вычисления степени окисления элемента следует учитывать следующие положения:

ü Степень окисления в простом веществе (O₂, Cl₂, K, H₂, Fe, S) =0.

ü Кислород в соединениях имеет степень окисления -2.

ü Водород в соединениях с металлами имеет степень окисления -1, а в соединениях с неметаллами +1.

ü Металлы в соединениях имеют положительные степени окисления +1, +2, +3.

ü Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в каждом веществе =0.

 

Примеры:

V₂⁺⁵O₅^-2; Na₂⁺¹B₄⁺³O₇^-2; K⁺¹Cl⁺⁷O₄^-2; N^-3H₃⁺¹; K₂⁺¹H⁺¹P⁺⁵O₄^-2; Na₂⁺¹Cr₂⁺⁶O₇^-2

Существует два типа химических реакций:

A Реакции, в которых не изменяется степень окисления элементов:

 

Реакции присоединения

SO₂ + Na₂O →Na₂SO₃

Реакции разложения

Cu(OH)₂ –^t° → CuO + H₂O

Реакции обмена

AgNO₃ + KCl →AgCl¯ + KNO₃

NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

B Реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих соединений:

 

2Mg⁰ + O₂⁰ → 2Mg⁺²O^-2

2KCl⁺⁵O₃^-2 –^t° → 2KCl^-1 + 3O₂⁰­

2KI^-1 + Cl₂⁰ →2KCl^-1 + I₂⁰

Mn⁺⁴O₂ + 4HCl^-1 → Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰­ + 2H₂O

 

Такие реакции называются окислительно - восстановительными.

В окислительно-восстановительных реакциях электроны от одних атомов, молекул или ионов переходят к другим. Процесс отдачи электронов - окисление. При окислении степень окисления повышается:

H₂⁰ - 2ē → 2H⁺

S^-2 - 2ē→ S⁰

Al⁰ - 3ē → Al⁺³

Fe⁺² - ē →Fe⁺³

2Br ^- - 2ē →Br₂⁰

Процесс присоединения электронов - восстановление: При восстановлении степень окисления понижается.

Mn⁺⁴ + 2ē → Mn⁺²

S⁰ + 2ē → S^-2

Cr⁺⁶ +3ē → Cr⁺³

Cl₂⁰ +2ē → 2Cl^-

O₂⁰ + 4ē →2O^-2

 

Атомы или ионы, которые в данной реакции присоединяют электроны являются окислителями, а которые отдают электроны - восстановителями.

Задание 30. Дайте определение понятиям:

ü Валентность________________________________________________________________________________________________________________________________

ü Степень окисления_____________________________________________________ _____________________________________________________________________

 

Задание 31. Определите валентность и степень окисления в соединениях:

 

F₂, H₂S, SO₃, KH, SiO₂, Cl₂O₇, HClO₃, PH₃, CO₂, HClO, CrO₃, H₂CrO₄,

 

H₂SiO₃, K₂Cr₂O₇, P₂O₃, H₃PO₄.

Электронный баланс - метод нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, в котором рассматривается обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления. Число электронов, отданное восстановителем равно числу электронов, получаемых окислителем.

 

Пример 1. Подбор коэффициентов методом электронного баланса:

1. Записываем схему реакции:

NH₃+O₂→NO+H₂O

 

2. Вычисляем значения степеней окисления каждого элемента до и после реакции:

 

_{-3 +1 0 +2-2 +1 -2}

NH₃+O₂→NO+H₂O

 

3. Элементы, которые изменили степень окисления выписываем и анализируем:

_{-3 +2}

N - 5ē→N (окисление)

_{0 -2}

O₂ + 4ē→2O₂ (восстановление)

 

4. Находим наименьшее общее кратное чисел, указывающих количество электронов, участвующих в окислительно-восстановительном процессе, находим базовые коэффициенты.

 

-3 +2 N - 5ē→N
0 -2 O2 + 4ē→2O2

 

 

5. Базовые коэффициенты переносим на схему реакции. Водород и кислород уравнивают последними.

4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O

 

Задание 32. Составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты по следующим схемам:

Fe₂O₃+Al→Al₂O₃+Fe

 

Al+HCl→Al₂O₃+Fe

 

Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NH₃ + H₂O

 

H₂S + HNO₃ → S + NO₂ + H₂O

 

KNO₂ + KClO₃ → KCl + KNO₃

 

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂S + H₂O

 

Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + NH₄NO + H₂O

 

Mg + H₂SO₄ → H₂S + MgSO₄ + H₂O

 

FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

 

Cr₂O₃ + KNO₃ + KOH → K₂CrO₄ + KNO₂ + H₂O

 

MnO₂ + KClO₃ + KOH → K₂MnO₄ + KCl + H₂O

 

AsH₃ + HNO₃ → H₃AsO₄ + NO₂ + H₂O

 

K₂Cr₂O₇ + HCl → Cl₂ + KCl + CrCl₃ + H₂O

 

Тема 4: Основные классы неорганических соединений

1. Оксиды: основные, кислотные и амфотерные. Номенклатура, свойства и способы получения

Кислород

Химический элемент

и

это

Оксид

Оксиды – это сложные вещества, которые состоят из двух элементов один из которых кислород. Например: Al₂O₃, CuO, CO₂, N₂O, P₂O₅.