Классификация химических реакций по изменению степени окисления

Химическая реакция	Определение	Примеры
проходящая с изменением степени окисления атомов, образующих молекулы реагирующих веществ (окислительно-восстановительная)	реакция, при которой происходит переход электронов от одних атомов, молекул или ионов к другим	H2S-2 + 020 → S0 + Н2O-2 -2KI-1 + Сl20 → 2КСl-1 + I20
проходящая без изменения степени окисления	Реакция, в которой степень окисления каждого атома после реакции остается неизменной	2АlСl3 + 3Na2S + 6Н2O → 2Аl(ОН)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O

Степень окисления – это условный заряд атома химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения состоят только из ионов. Степень окисления может быть положительной, отрицательной или равняться нулю, что зависит от природы соответствующих соединений.

Одни элементы имеют постоянные степени окисления, другие — переменные.

Например, к элементам с постоянной положительной степенью окисления относят щелочные металлы: Li⁺¹, Na⁺¹, K⁺¹, Rb⁺¹, Cs⁺¹, Fr⁺¹, следующие элементы II группы периодической системы: Ве⁺², Mg⁺², Ca⁺², Sr⁺², Ва⁺², Ra⁺², Zn⁺², а также элемент III А группы - А1⁺³ и некоторые другие. Металлы в соединениях всегда имеют положительную степень окисления.

Из неметаллов постоянную отрицательную степень окисления (-1) имеет F.

В простых веществах, образованных атомами металлов или неметаллов, степени окисления элементов равны нулю, например: Na°, Al°, Fe°, Н₂⁰, О₂⁰, F₂⁰, Cl₂⁰, Br₂⁰.

Для водорода характерны степени окисления: +1 (Н₂0), -1 (NaH).

Для кислорода характерны степени окисления: -2 (Н₂0), -1 (Н₂О₂), +2 (OF₂).

Следует помнить, что в целом молекула электронейтральна, поэтому в любой молекуле алгебраическая сумма степеней окисления равна нулю, а в сложном ионе – заряду иона.

Например, рассчитаем степень окисления хрома в дихромате калия K₂Cr₂O₇.

1. Степень окисления калия +1, кислорода -2.

2. Подсчитаем число отрицательных зарядов: 7 • (-2) = -14

3. Число положительных зарядов должно быть + 14. На калий приходится два положительных заряда, следовательно, на хром – 12.

4. Так как в формуле два атома хрома, 12 делим на два: 12: 2 = 6.

5. + 6 – это степень окисления хрома.

Проверка: алгебраическая сумма положительных и отрицательных степеней окисления элементов равна нулю, молекула электронейтральна.

Задание: пользуясь приведенными сведениями, рассчитайте степени окисления элементов в соединениях:

MnO₂, H₂SO₄, K₂SO₃, H₂S, KMnO_4.

Что же представляют собой окислительно – восстановительные реакции с точки зрения понятия «степень окисления химических элементов»?

Рассмотрим процесс на примере взаимодействия цинка с разбавленной серной кислотой:

При составлении этого уравнения используется метод электронного баланса. Метод основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных веществах и продуктах реакции. Основное требование при составлении уравнений этим методом: число отданных электронов должно быть равно числу принятых электронов.

Вывод:

1. Окисление – это процесс отдачи электронов, степень окисления при этом повышается.

2. Восстановление – это процесс присоединения электронов, степень окисления при этом понижается.

3. Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны, окисляются; являются восстановителями.
Атомы, ионы или молекулы, принимающие электроны, восстанавливаются; являются окислителями.

4. Окисление всегда сопровождается восстановлением, восстановление связано с окислением.

5. Окислительно – восстановительные реакции – единство двух противоположных процессов: окисления и восстановления.

Задание: методом электронного баланса найдите и поставьте коэффициенты в следующей схеме окислительно-восстановительной реакции:

MnO₂ + H₂SO₄ → MnSO₄ + O₂ + H₂O

Типы ОВР

1. Межмолекулярные – реакции, в которых атомы окислителя и восстановителя, входят в состав молекул различных исходных веществ.

MnO₂+ 4HCl = MnCl₂+ Cl₂+ 2H₂O

2Cl^-- 2ē →Cl₂⁰(восстановитель окисляется)

Mn⁺⁴+ 2ē →Mn⁺²(окислитель восстанавливается)

2. Внутримолекулярные – реакции, в которых атомы окислителя и восстановителя, входят в состав молекулы одного и того же исходного вещества и являются атомами различных элементов или одного элемента, но с различной степенью окисления.

a) 2KClO₃= 2KCl + 3O₂

Cl⁺⁵+ 6ē →Cl^- │х 2 (окислитель восстанавливается)

2O^-2 - 4ē →O₂⁰ │х 3 (восстановитель окисляется)

б) NH₄NO₂= N₂+ 2H₂O

2N^-3- 6ē →N₂⁰(восстановитель окисляется)

2N⁺³+ 6ē →N₂⁰(окислитель восстанавливается)

Домашнее задание

Выполнить тестирование:

1. Укажите номер, под которыми расположены схемы окислительно-восстановительных реакций:

1) MgCO₃ + HCl ® MgCl₂ + CO₂ + H₂O,             3) H₂O₂ ® H₂O + O₂,

2) FeO + P ® Fe + P₂O₅,                                      4) KOH + CO₂ ® KHCO₃.

2. Укажите номер, под которыми расположены процессы окисления:

1) S⁺⁶ ® S^–2, 2) Mn⁺² ® Mn⁺⁷, 3) S^–2 ® S⁺⁴,

4) Mn⁺⁶ ® Mn⁺⁴,    5) О₂ ® 2О^–2, 6) S⁺⁴ ® S⁺⁶.

3. Укажите номер, под которыми расположены процессы восстановления:

1) 2I^–1 ® I₂, 2) 2N⁺³ ® N₂, 3) S^–2 ® S⁺⁴,  4) Mn⁺⁶ ® Mn⁺², 5) Fe⁺³ ® Fe⁰, 6) S⁰ ® S⁺⁶.

4. Выберите соединение, в которой степень окисления одного из элементов равна +5:
а) K₂MnO₄;      б) K₂Cr₂O₇;     в) KBrO₃;  г) KNO₂.

5. Составьте схему электронного баланса и расставьте коэффициенты:

K₂S + KMnO₄ + H₂O ® MnO₂ + S + KOH.

6. Составьте уравнение реакции взаимодействия концентрированной серной кислоты с медью. В ответе укажите сумму коэффициентов в уравнении реакции.

 

26/03/20г.                    Тема урока: Скорость химических реакций

Смотреть по ссылке урок: https://www.youtube.com/watch?v=9awmt-ccxus

!Записать всё в тетрадь для работ и выполнить лабораторную работу.

Зависимость скорости химических реакций от различных факторов: природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, поверхности соприкосновения и использования катализаторов.