Важнейшие восстановители и окислители

Восстановители

Окислители

Металлы, водород, уголь Оксид углерода (II) CO Сероводород H2S, оксид серы (IV) SO2, сернистая кислота H2SO3 и ее соли Иодоводородная кислота HI, бромоводородная кислотаHBr, соляная кислота HCl Хлорид олова (II) SnCl2, сульфат железа (II) FeSO4, сульфат марганца (II) MnSO4, сульфат хрома (III)Cr2(SO4)3 Азотистая кислота HNO2, аммиак NH3, гидразин N2H4, оксид азота (II) NO Фосфористая кислота H3PO3 Альдегиды, спирты, муравьиная и щавелевая кислоты, глюкоза Катод при электролизе

Галогены Перманганат калия KMnO4, манганат калия K2MnO4, оксид марганца (IV) MnO2 Дихромат калия K2Cr2O7, хромат калия K2CrO4 Азотная кислота HNO3 Кислород O2, озон О3, пероксид водорода Н2О2 Серная кислота H2SO4 (конц.), селеновая кислота H2SeO4 Оксид меди (II) CuO, оксид серебра (I) Ag2O, оксид свинца (IV) PbO2 Ионы благородных металлов (Ag+, Au3+ и др.) Хлорид железа (III) FeCl3 Гипохлориты, хлораты и перхлораты Царская водка, смесь концентрированной азотной и плавиковой кислот Анод при электролизе

 

БИЛЕТ № 30

Коррозия металлов и ее предупреждение

Термин «коррозия» произошёл от латинского "corrodere" – разъедать. Но коррозии подвержены не только металлы. Пластмассы, полимеры, дерево и даже камни также подвержены коррозии.

Коррозия – это результат химического воздействия окружающей среды. В результате коррозии металлы разрушаются самопроизвольно. Конечно, разрушаться металлы могут и под влиянием физического воздействия. Такие процессы называют износом, старением, эрозией.

Несмотря на то, что в промышленности и в быту широко используются полимеры, керамика, стекло, роль металлов в жизнедеятельности человека продолжает оставаться очень важной.

С коррозией металлов мы сталкиваемся очень часто. Ржавое железо – результат коррозии. Нужно сказать, что многие металлы могут подвергаться коррозии. Но ржавеет только железо.

Поверхностный слой металла взаимодействует с кислородом воздуха. В результате образуется оксидная плёнка. На поверхностях разных металлов образуются плёнки разной прочности. Так, алюминий и цинк образуют при взаимодействии с кислородом прочную плёнку, которая препятствует дальнейшей коррозии этих металлов. Защитная плёнка алюминия – оксид алюминия Al₂O_3. Через неё не могут проникать ни кислород, ни вода. Например, в алюминиевом чайнике кипящая вода не действует на металл.

Но некоторые металлы и их соединения образуют рыхлые плёнки. Если отрезать кусочек металлического натрия, то можно увидеть, как на его поверхности появится плёнка, имеющая трещины. Такая плёнка свободно пропустит к поверхности кислород воздуха, пары воды и другие вещества. Коррозия натрия будет продолжаться.

Химическая коррозия – это химическое взаимодействие металла и внешней среды, в результате которой происходит реакция окисления металла и восстановления коррозионной среды.

Но во внешней среде содержатся не только кислород и пары воды. В воздухе встречаются оксиды азота, серы, углерода, а воде могут быть соли и растворённые газы. И процесс коррозии – довольно сложный процесс. Разные металлы корродируют по-разному. Например, бронза покрывается сульфатом меди (CuOH)₂SO₄, который похож на зелёную паутину.

Коррозия, которая происходит под воздействием электрического тока, не является химической. Её называют электрохимической.

Защита от коррозии.

Для предотвращения коррозии или уменьшения ее действия необходимы огромные усилия и финансовые вложения. Одним из способов защиты является покрытие металлических изделий лакокрасочными материалами. Очевидно – лаки и краски защищают металл от воздействия окружающей среды и других металлов, но это средство не долговечно, так как краска постепенно уничтожается, что требует нового покрытия. Но пока это – один из самых распространенных способов защиты огнезащита металлических конструкций от коррозии. Существуют еще несколько методов защиты. Например, погружение изделия в расплав металла, когда на поверхности изделия образуется защитная пленка. Этот метод включает в себя плакирование, металлизацию и некоторые другие.

Гальванический способ защиты металлов также имеет широкое распространение. С помощью этого процесса многие предметы, изделия и механизмы эффективно защищаются от воздействия коррозии. Некоторые детали автомобиля, серебряная посуда и многое другое обрабатывается гальваническим способом.

 

31. Водород. Место в периодической системе. Получение водорода. Физические и химические свойства.Водоро́д —

1. химический элемент с атомным номером 1

2. в обычных условиях бесцветный газ, без вкуса и запаха, по виду не отличающийся от воздуха.В земных условиях водород встречается преимущественно в связанном состоянии. Многие его соединения нам уже известны: Н₂О, HCl, HF и т.д. В этих соединениях водород имеет степень окисления +1, поскольку его электроотрицательность (2,2) меньше, чем электроотрицательность кислорода (3,44), хлора (3,16) и фтора (3,98).

Когда водород уже находится в степени окисления +1, он может отбирать электрон у многих элементов – особенно металлов, которые склонны отдавать электроны. Поэтому способы получения водорода часто основаны на реакции какого-либо металла с одним из соединений водорода, например:

<="" center="">

Физические и химические свойства водорода H₂

Молекула Н₂ содержит неполярную σ-связь. Бесцветный газ, без запаха и вкуса, устойчив к нагреванию до 2000 °С. Практически не растворяется в воде.

Физические константы:

M_r = 2,016, ρ = 0,09 г/л (н.у.), t_пл = −259,19 °C, t_кип = −252,87 °C

Водород Н₂ может проявлять в одних условиях восстановительные свойства (чаще), в других условиях - окислительные свойства (реже):

восстановитель H₂⁰ - 2e⁻ = 2H^I

окислитель H₂⁰ + 2e⁻ = 2H^−I

Реагирует с неметаллами, металлами, оксидами (обычно при нагревании):

2H₂ + O₂ = 2H₂O

H₂ + S = H₂S

H₂ + CuO = Cu + H₂O

H₂ + Ca = CaH₂

Качественная реакция на водород - сгорание с "хлопком" собранного в пробирку газа.

1. Вода. Получение. Физические, химические свойства. Роль воды в природе.

 

БИЛЕТ №32

Водород. Место в периодической системе. Получение водорода. Физические и химические свойства.

Водород – первый элемент в периодической системе. Он находится в первом периоде первой группе главной подгруппе. Заряд ядра атома водорода + 1, в атоме один электронный слой и на нём находится один электрон.

Водород проявляет во всех соединениях валентность 1, возможные степени окисления: - 1, 0, + 1. как элемент с характерной степенью окисления + 1 водород располагается в I группе.

Учитывая способность водорода существовать в форме двухатомных молекул Н₂ и проявлять степень окисления – 1, водород ставят в седьмую группу главную подгруппу.

По распространённости в земной коре водород занимает 10-е место, 0,15% массы земной коры. Входит в состав воды, содержится в каменном угле, нефти, природном газе. В свободном виде практически не встречается. В космосе по распространённости водород занимает первое место.

Химические свойства:

При комнатной температуре водород химически малоактивен. Без нагревания реагирует только со фтором: Н₂ + F₂ = 2HF. С кислородом и хлором реагирует при поджигании: 2H₂ + O₂ = 2H₂O;
H₂ + Cl₂ = 2HCl. С серой водород реагирует при нагревании до 150 – 200⁰С: H₂ + S = H₂S.
В жёстких условиях водород реагирует с азотом с образованием аммиака:

3H₂ + N₂ = 2NH₃.

При нагревании водород реагирует с некоторыми металлами, образуя гидриды:
Са + Н₂ = СаН₂^-1.

Получение:

В лаборатории водород получают взаимодействием цинка с серной или соляной кислотами в аппарате Киппа: Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂.

Основной источник получения водорода в промышленности – метан. Наиболее распространённый способ получения водорода – взаимодействие метана с водяным паром. Реакцию проводят при 400⁰С, давлении 2 – 3 МПа в присутствии алюмоникелевых катализаторов.

Применение:

Водород используют для синтеза аммиака, получения хлороводорода, восстановления некоторых металлов (W Мо и др.) из их оксидов, для гидрирования органических веществ.

33. Вода. Получение. Физические, химические свойства. Роль воды в природе

Вода (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н2O.