Redukční vlastnosti mají ... Redox vlastnosti

Oxidace-redukční vlastnosti jednotlivých atomů, stejně jako ionty, jsou důležitou otázkou v moderní chemii. Tento materiál pomáhá vysvětlit aktivitu prvků a látek, provést podrobné srovnání chemických vlastností různých atomů.

Co je oxidační látka

Mnoho úloh v chemii, včetně testovacích otázek sjednocené státní zkoušky v platové třídě 11 a OGE v 9. třídě, souvisí s tímto konceptem. Oxidačním činidlem se rozumí atomy nebo ionty, které v procesu chemické interakce odvádějí elektrony z jiného iontu nebo atomu. Pokud analyzujeme oxidační vlastnosti atomů, potřebujeme periodický systém Mendeleevova univerzita. V obdobích ležících v tabulce zleva doprava vzrůstá oxidační schopnost atomů, tj. Mění se podobně jako nekovové vlastnosti. V hlavních podskupinách se podobný parametr snižuje shora dolů. Mezi nejsilnější jednoduché látky s oxidační schopností patří fluorid. Takový termín jako "elektronegativita", tj. Možnost atomu přijímat elektrony v případě chemické interakce, lze považovat za synonymum oxidačních vlastností. Mezi komplexními látkami, které se skládají ze dvou nebo více chemických prvků, mohou být vzaty v úvahu jasné oxidanty: manganistan draselný, chlorečnan draselný, ozon.

Co je to redukční činidlo

Redukční vlastnosti atomů jsou charakteristické pro jednoduché látky s kovovými vlastnostmi. V periodické tabulce dochází k oslabení vlastností kovů zleva doprava av hlavních podskupinách (ve vertikálním směru). Podstata obnovy zpětného rázu elektronů, které se nacházejí na vnější energetické úrovni. Čím větší je množství elektronických skořepin (úrovní), tím je snazší dát "extra" elektrony během chemické interakce.

Vynikající redukční vlastnosti jsou aktivní (alkalické kovy alkalických zemin). Navíc látky, které vykazují podobné parametry, zvolíme oxid síry (6), oxid uhelnatý. Aby se dosáhlo maximálního stupně oxidace, jsou tyto sloučeniny nuceny vykazovat redukční vlastnosti.

Oxidační proces

Pokud během chemické interakce atom nebo iont dává elektrony jinému atomu (ionu), mluvíme o oxidačním procesu. Chcete-li analyzovat, jak se mění redukční vlastnosti a oxidační schopnosti, bude vyžadována tabulka prvků Mendeleyev, stejně jako znalost moderních fyzikálních zákonů.

Proces obnovy

Rekonstrukční procesy předpokládají přijetí iontů nebo atomů elektronů z jiných atomů (iontů) během přímých chemických interakcí. Vynikajícími redukčními činidly jsou dusitany, sulfidy alkalických kovů. Redukční vlastnosti v systému prvků se liší podobně jako kovové vlastnosti jednoduchých látek.

Algoritmus parsování OVP

Aby mohl student v hotové chemické reakci uspořádat koeficienty, je nutné použít speciální algoritmus. Oxidační-redukční vlastnosti pomáhají vyřešit různé výpočetní problémy v analytické, organické, obecné chemii. Navrhujeme rozbor analýzy každé reakce:

1. Za prvé, je důležité určit pro každý dostupný prvek stupeň oxidace pomocí pravidel.
2. Pak zjistěte, že tyto atomy nebo ionty, které změnily svůj oxidační stav, se budou podílet na reakci.
3. Značky "mínus" a "plus" označují počet volných elektronů, které byly odebrány a přijaty během chemické reakce.
4. Dále, mezi počtem všech elektronů je určen minimální společný násobek, tj. Celé číslo, které je rozděleno bez zbytku přijatých a dodaných elektronů.
5. Pak se dělí na elektrony, které se účastnily chemické reakce.
6. Dále určujeme, které ionty nebo atomy mají redukční vlastnosti, a také určují oxidanty.
7. V závěrečné fázi položte koeficienty do rovnice.

Při použití metody elektronické rovnováhy zajistíme koeficienty v daném reakčním schématu:

NaMnO₄ + Sírovodík + kyselina sírová = S + MnSO₄ +hellip- + ...

Algoritmus pro řešení problému

Zjistíme, které látky se musí po interakci vytvořit. Vzhledem k tomu, že reakce již obsahuje oxidační činidlo (to bude mangan) a redukční činidlo je definováno (bude to síra), vytvářejí se látky, ve kterých se oxidační stavy již nemění. Vzhledem k tomu, že hlavní reakce spočívá mezi solí a silnou kyselinou obsahující kyslík, jednou z konečných látek by byla voda a druhá by byla sodná sůl, konkrétně síran sodný.

Nyní formulujeme schéma pro zpětný odběr a přijetí elektronů:

- Mn^+7. trvá 5 e = Mn^+2.

Druhá část schématu:

- S^-2 dává 2e = S⁰

Koeficienty jsme dali v počáteční reakci, aniž bychom zapomněli shrnout všechny atomy síry v částech rovnice.

2NaMnO₄ + 5H₂S + 3H₂SO₄ = 5S + 2MnSO₄ + 8H₂O + Na₂SO₄.

Analýza systému OBD za účasti peroxidu vodíku

Při použití algoritmu OVP parsování můžeme formulovat rovnici probíhající reakce:

peroxid vodíku + kyselina sírová + manganistan draselný = MnSO₄ + kyslík + hellip- + ...

Stupeň oxidace změnil iont kyslíku (v peroxidu vodíku) a kation manganu v manganistan draselný. To znamená, že je přítomno redukční činidlo, stejně jako oxidační činidlo.

Určíme, jaké látky lze po interakci dosáhnout. Jednou z nich bude voda, což je samozřejmě reakce mezi kyselinou a solí. Draslík netvořil novou látku, druhým produktem by byla draselná sůl, tedy sulfát, protože reakce probíhala s kyselinou sírovou.

Schéma:

2O ^{- dává} 2 elektrony a změní se na O₂⁰ 5

Mn^+7. odebírá 5 elektronů a stává se ionem Mn⁺² 2

Vložíme koeficienty.

5H₂O₂ + 3H₂SO₄ + 2KMnO₄ = 5O₂ + 2Mn SO₄ + 8H₂O + K₂SO₄

Příklad analýzy IRS zahrnující chroman draselný

Pomocí metody elektronické bilance sestavíme rovnici koeficienty:

FeCl₂ + kyselina chlorovodíková + chroman draselný = FeCl₃+ CrCl₃ + hellip- + ...

Stupně oxidace změnily železo (v chloridu železa II) a chromium iontu v dichromatu draselném.

Nyní se pokusíme zjistit, jaké jsou další látky. Jeden může být sůl. Vzhledem k tomu, že draslík netvořila žádnou sloučeninu, proto bude druhým produktem draselná sůl, konkrétně chlorid, protože reakce probíhala s kyselinou chlorovodíkovou.

Udělejme schéma:

Fe⁺² dává e =Fe⁺³ 6 redukční činidlo,

2Cr^+6. trvá 6 e = 2Cr ⁺³ 1 oxidačního činidla.

Vložte koeficienty do počáteční reakce:

6K₂Cr₂O_7. + FeCl₂ + 14HCl = 7H₂O + 6FeCl₃ + 2CrCl₃ + 2KCl

Příklad analýzy IRS zahrnující jodid draselný

Vyzbrojeni pravidly, sestavíme rovnici:

Manganistan draselný + kyselina sírová + jodid draselný ... sulfát manganu + jod + hellip + ...

Stupně oxidace změnily mangan a jod. To znamená, že jsou přítomny redukční činidlo a oxidační činidlo.

Nyní zjistíme, co se nakonec v nás stane. Sloučenina bude v draslíku, to znamená, že dostaneme síran draselný.

Rekonstrukční procesy se vyskytují v iontech jódu.

Udělejme schéma přenosu elektronů:

- Mn^+7. trvá 5 e = Mn⁺² 2 je oxidační činidlo,

- 2I^- dává zpět2 e = I₂⁰ 5 je redukční činidlo.

Zajistíme koeficienty v počáteční reakci, nezapomeňte shrnout všechny atomy síry v této rovnici.

210KI + KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

Příklad analýzy IRS zahrnující siřičitan sodný

Pomocí klasické metody formulujeme pro schéma rovnici:

- kyselina sírová + KMnO₄ + Síran sodný ... Síran sodný + síran manganatý + hellip- + ...

Po interakci získáme sodnou sůl, vodu.

Udělejme schéma:

- Mn^+7. trvá 5 e = Mn⁺² 2,

- S⁺⁴ dává 2 e = S^+6. 5.

Uvažujeme koeficienty při zvažované reakci, nezapomínáme na přidání atomů síry, pokud jsou uspořádány koeficienty.

3H₂SO₄ + 2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O.

Příklad analýzy OBD zahrnující dusík

Proveďte následující úlohu. Pomocí algoritmu sestavíme úplnou rovnici reakce:

- Dusičnan manganitý + kyselina dusičná + PbO₂= HMnO₄+Pb (NO₃). ₂+

Podívejme se, jakou látku stále tvoříme. Vzhledem k tomu, že reakce probíhala mezi silným oxidačním činidlem a solí, znamená to, že látka bude voda.

Ukažme změnu počtu elektronů:

- Mn⁺² dává 5 e = Mn^+7. 2 znázorňuje vlastnosti redukčního činidla,

- Pb⁺⁴ trvá 2 e = Pb⁺² 5 s oxidačním činidlem.

3. Koeficienty uspořádáme v počáteční reakci, musíme přidat veškerý dusík přítomný v levé straně původní rovnice:

- 2Mn (NO₃).₂ + 6HNO₃ + 5PbO₂ = 2HMnO₄ + 5Pb (NO₃).₂ + 2H₂O.

Při této reakci se neobjevují redukční vlastnosti dusíku.

Druhý vzorek oxidačně-redukční reakce s dusíkem:

Zn + kyselina sírová + HNO₃= ZnSO₄ + NO + ...

- Zn⁰ dává 2 e = Zn⁺² 3 bude redukční činidlo,

N⁺⁵trvá 3 e = N⁺² 2 je oxidační činidlo.

Koeficienty v dané reakci umístíme:

3Zn + 3H₂SO₄ + 2HNO₃ = 3ZnSO₄ + 2NO + 4H₂O.

Význam oxidačních a redukčních reakcí

Nejslavnějšími redukčními reakcemi jsou fotosyntéza, charakteristická pro rostliny. Jak se mění redukční vlastnosti? Proces probíhá v biosféře, což vede k nárůstu energie externím zdrojem. To je tato energie, kterou lidstvo používá pro své potřeby. Mezi příklady oxidačních a redukčních reakcí spojených s chemickými prvky, transformací sloučeniny dusíku, uhlík, kyslík. Díky fotosyntéze má pozemská atmosféra takové složení, které je nezbytné pro rozvoj živých organismů. Díky fotosyntéze se množství oxidu uhličitého ve vzduchové nádrži nezvyšuje, povrch Země se nepřehřívá. Rostlina se nejen rozvíjí pomocí oxidační-redukční reakce, ale také vytváří takové látky nezbytné pro člověka jako kyslík, glukóza. Bez této chemické reakce je nemožný úplný cyklus látek v přírodě, stejně jako existence organického života.

Praktické uplatnění OVR

Aby se zachoval povrch kovu, je nutné vědět, že aktivní kovy mají redukční vlastnosti, takže je možné potahovat povrch vrstvou aktivnějšího prvku, zatímco zpomaluje proces chemické koroze. Kvůli přítomnosti oxidačních a redukčních vlastností se provádí čištění a dezinfekce pitné vody. Žádný problém nelze vyřešit bez správného nastavení koeficientů v rovnici. Aby se předešlo chybám, je důležité mít představu o všech parametrech redukce oxidace.

Ochrana proti chemické korozi

Zvláštním problémem lidského života a činnosti je korozi. Výsledkem této chemické transformace je zničení kovu, ztráta jejich výkonnostních vlastností automobilových dílů, obráběcích strojů. Aby se opravily takový problém, pomocí obětní ochranu, kovový povlak vrstvy laku nebo barvy použití antikorozní slitiny. Například povrch železa je pokryt vrstvou aktivního kovu - hliníku.

Závěr

V lidském těle se vyskytují různé regenerační reakce, které zajišťují normální funkci trávicího systému. Takové základní životní procesy jako kvašení, hnilobě, dýchání, také spojený s redukční vlastnosti. Takové příležitosti mají všechny živé bytosti na naší planetě. Bez reakcí s věnováním a přijetí elektronů nemůže být výtěžek, průmyslovou výrobu amoniaku, alkálií, kyselin. V analytické chemii jsou všechny metody objemové analýzy založeny na procesech oxidace-redukce. Boj s tímto nepříjemným jevem chemické korozi, je také založena na znalosti těchto procesů.