--> Îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûå ðåàêöèè. Õèìèÿ 8 êëàññ. ÃÄÇ. Ãàáðèåëÿí.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 8 êëàññ

Õèìèÿ 8 êëàññ ñ ÃÄÇ. Ãàáðèåëÿí

 

ÃÄÇ 8 êëàññ


§ 44. Îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûå ðåàêöèè

Ìíîãîîáðàçèå êëàññèôèêàöèé õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ïî ðàçëè÷íûì ïðèçíàêàì (íàïðàâëåíèþ, ÷èñëó è ñîñòàâó ðåàãèðóþùèõ è îáðàçóþùèõ âåùåñòâ, èñïîëüçîâàíèþ êàòàëèçàòîðà, òåïëîâîìó ýôôåêòó) ìîæíî äîïîëíèòü åù¸ îäíèì ïðèçíàêîì. Ýòîò ïðèçíàê — èçìåíåíèå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ àòîìîâ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, îáðàçóþùèõ ðåàãèðóþùèå âåùåñòâà. Íàïðèìåð, â ðåàêöèè

ñòåïåíè îêèñëåíèÿ àòîìîâ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ïîñëå ðåàêöèè íå èçìåíèëèñü. À âîò â äðóãîé ðåàêöèè — âçàèìîäåéñòâèå ñîëÿíîé êèñëîòû ñ öèíêîì

àòîìû äâóõ ýëåìåíòîâ, âîäîðîäà è öèíêà, èçìåíèëè ñâîè ñòåïåíè îêèñëåíèÿ: âîäîðîä ñ +1 íà 0, à öèíê — ñ Î íà +2. Ñëåäîâàòåëüíî, â ýòîé ðåàêöèè êàæäûé àòîì âîäîðîäà ïîëó÷èë ïî îäíîìó ýëåêòðîíó

à êàæäûé àòîì öèíêà îòäàë äâà ýëåêòðîíà

Ïîä âîññòàíîâëåíèåì ïîíèìàþò ïðîöåññ ïðèñîåäèíåíèÿ ýëåêòðîíîâ àòîìàìè, èîíàìè èëè ìîëåêóëàìè. Ñòåïåíü îêèñëåíèÿ ïðè ýòîì ïîíèæàåòñÿ.

Íàïðèìåð, àòîìû íåìåòàëëîâ ìîãóò ïðèñîåäèíÿòü ýëåêòðîíû, ïðåâðàùàÿñü ïðè ýòîì â îòðèöàòåëüíûå èîíû, ò. å. âîññòàíàâëèâàÿñü1:

1 Äàëåå ìû áóäåì óêàçûâàòü ñòåïåíü îêèñëåíèÿ, à íå çàðÿäû èîíîâ, òàê êàê èõ ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ ñîâïàäàþò.

Ýëåêòðîíû ìîãóò ïðèñîåäèíÿòüñÿ è ê ïîëîæèòåëüíûì èîíàì, êîòîðûå ïðè ýòîì ïðåâðàùàþòñÿ â àòîìû:

Ïðèíèìàòü ýëåêòðîíû ìîãóò è ïîëîæèòåëüíûå èîíû, ó êîòîðûõ ïðè ýòîì ñòåïåíü îêèñëåíèÿ ïîíèæàåòñÿ:

îêèñëèòåëè

Ïîä îêèñëåíèåì ïîíèìàþò ïðîöåññ îòäà÷è ýëåêòðîíîâ àòîìàìè, èîíàìè èëè ìîëåêóëàìè. Íàïðèìåð, àòîìû ìåòàëëîâ, òåðÿÿ ýëåêòðîíû, ïðåâðàùàþòñÿ â ïîëîæèòåëüíûå èîíû, ò. å. îêèñëÿþòñÿ:

Îòäàâàòü ýëåêòðîíû ìîãóò îòðèöàòåëüíûå èîíû:

Òåðÿòü ýëåêòðîíû ìîãóò è íåêîòîðûå ïîëîæèòåëüíûå èîíû ñ íèçøèìè ñòåïåíÿìè îêèñëåíèÿ:

Ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî ïðè ýòîì ñòåïåíü îêèñëåíèÿ ïîâûøàåòñÿ.

Îêèñëåíèå âñåãäà ñîïðîâîæäàåòñÿ âîññòàíîâëåíèåì è íàîáîðîò, ò. å. îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûå ðåàêöèè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé åäèíñòâî äâóõ ïðîòèâîïîëîæíûõ ïðîöåññîâ — îêèñëåíèÿ è âîññòàíîâëåíèÿ. Ñõåìà âçàèìîñâÿçè èçìåíåíèÿ ñòåïåíåé îêèñëåíèÿ ñ ïðîöåññàìè îêèñëåíèÿ è âîññòàíîâëåíèÿ ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà òàê, êàê ýòî èçîáðàæåíî íà ñõåìå 2.

Ïðîöåññû îêèñëåíèÿ è âîññòàíîâëåíèÿ

Ñõåìà îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíîé
ðåàêöèè

 îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ ðåàêöèÿõ ÷èñëî ýëåêòðîíîâ, îòäàâàåìûõ âîññòàíîâèòåëåì, ðàâíî ÷èñëó ýëåêòðîíîâ, ïðèíèìàåìûõ îêèñëèòåëåì, ò. å. ñîáëþäàåòñÿ ýëåêòðîííûé áàëàíñ. Ìåòîä ýëåêòðîííîãî áàëàíñà ïðèìåíÿþò äëÿ çàïèñåé ýëåêòðîííûõ óðàâíåíèé ïðîöåññîâ îêèñëåíèÿ è âîññòàíîâëåíèÿ.

Íàïðèìåð, ðåàêöèþ àëþìèíèÿ ñ õëîðèäîì ìåäè (II) îïèñûâàþò ñõåìîé (ðèñ. 146):

à ýëåêòðîííûå óðàâíåíèÿ áóäóò èìåòü âèä:

âèä óðàâíåíèÿ

Ìîëåêóëÿðíîå óðàâíåíèå ýòîé ðåàêöèè íàïèñàòü óæå íåñëîæíî, òàê êàê êîýôôèöèåíòû äëÿ íåãî áóäóò âçÿòû èç ýëåêòðîííûõ óðàâíåíèé:

Ïîêàæåì, êàê ñ ïîìîùüþ ìåòîäà ýëåêòðîííîãî áàëàíñà ìîæíî ðàññòàâèòü êîýôôèöèåíòû â óðàâíåíèè ñëîæíîé îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíîé ðåàêöèè. Êàê âû ïîìíèòå, ïåðâîå ïðàâèëî ðÿäà íàïðÿæåíèé ìåòàëëîâ î âçàèìîäåéñòâèè ìåòàëëîâ ñ ðàñòâîðàìè êèñëîò íå ðàñïðîñòðàíÿëîñü íà ñåðíóþ êèñëîòó êîíöåíòðèðîâàííóþ è àçîòíóþ êèñëîòó ëþáîé êîíöåíòðàöèè.

 îòëè÷èå îò ñîëÿíîé êèñëîòû, â êîòîðîé îêèñëèòåëåì àòîìîâ ìåòàëëà áûëè êàòèîíû âîäîðîäà, â êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé è àçîòíîé êèñëîòàõ îêèñëèòåëÿìè ÿâëÿþòñÿ àòîìû ñåðû è àçîòà èç ñóëüôàò-èîíîâ è íèòðàò-èîíîâ. Ïîýòîìó êîíöåíòðèðîâàííàÿ H2SO4 è HNO3 ëþáîé êîíöåíòðàöèè âçàèìîäåéñòâóþò ñ ìåòàëëàìè, ñòîÿùèìè â ðÿäó íàïðÿæåíèé êàê äî âîäîðîäà, òàê è ïîñëå íåãî, âîññòàíàâëèâàÿñü ïðè ýòîì äî SO2, NO è ò. ä. Íàïðèìåð, ïðè âçàèìîäåéñòâèè ðàçáàâëåííîé àçîòíîé êèñëîòû ñ ìåäüþ ïîëó÷àåòñÿ íèòðàò ìåäè (II), îêñèä àçîòà (II) è âîäà. Çàïèøåì ôîðìóëû èñõîäíûõ âåùåñòâ è ïðîäóêòîâ ðåàêöèè ñ óêàçàíèåì ñòåïåíåé îêèñëåíèÿ:

Ïîä÷åðêí¸ì çíàêè õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, èçìåíèâøèõ ñâîè ñòåïåíè îêèñëåíèÿ:

Ñîñòàâèì ýëåêòðîííûå óðàâíåíèÿ, ò. å. îòðàçèì ïðîöåññû îòäà÷è è ïðèñîåäèíåíèÿ ýëåêòðîíîâ:

Çàïèøåì êîýôôèöèåíò 3 ïåðåä è ïåðåä ôîðìóëîé íèòðàòà ìåäè (II), â êîòîðîì , òàê êàê ñ òàêèìè çíà÷åíèÿìè ñòåïåíåé îêèñëåíèÿ ìåäü âñòðå÷àåòñÿ ïî îäíîìó ðàçó. Êîýôôèöèåíò 2 çàïèøåì òîëüêî ïåðåä ôîðìóëîé âåùåñòâà ñ , òàê êàê ýòî çíà÷åíèå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ äëÿ àçîòà â ñõåìå ðåàêöèè âñòðå÷àåòñÿ òîëüêî îäèí ðàç, à âîò ïåðåä HNO3 êîýôôèöèåíò 2 íå çàïèøåì, èáî âñòðå÷àåòñÿ åù¸ ðàç â ôîðìóëå Cu(NO3)2. Íàøà çàïèñü ïðèìåò âèä:

Òåïåðü óðàâíÿåì ÷èñëî àòîìîâ àçîòà. Ïîñëå ðåàêöèè îíî ðàâíî 3 • 2 = 6 èç Cu(NO3)2 è åù¸ 2 àòîìà èç 2NO, âñåãî 8.

Ïîýòîìó ïåðåä HNO3 çàïèøåì êîýôôèöèåíò 8:

è óðàâíÿåì ÷èñëî àòîìîâ âîäîðîäà:

Ïðîâåðèì ïðàâèëüíîñòü ðàññòàíîâêè êîýôôèöèåíòîâ, ïîäñ÷èòàâ ÷èñëî àòîìîâ êèñëîðîäà äî è ïîñëå ðåàêöèè: äî ðåàêöèè — 24 àòîìà è ïîñëå ðåàêöèè — 24 àòîìà. Êîýôôèöèåíòû ðàññòàâëåíû ïðàâèëüíî, ïîýòîìó çàìåíèì â óðàâíåíèè ñòðåëêó íà çíàê ðàâåíñòâà:

Çíàÿ ôîðìóëó âåùåñòâà è îïðåäåëèâ ñòåïåíè îêèñëåíèÿ àòîìîâ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â í¸ì, íåòðóäíî ïðåäñêàçàòü, êàêèå ñâîéñòâà áóäåò ïðîÿâëÿòü êàæäûé ýëåìåíò è âåùåñòâî â öåëîì: îêèñëèòåëüíûå èëè âîññòàíîâèòåëüíûå. Íàïðèìåð, àçîò â àçîòíîé êèñëîòå èìååò ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ +5, ò. å. îí «ïîòåðÿë» âñå ýëåêòðîíû, ïîýòîìó â àçîòíîé êèñëîòå áóäåò ïðîÿâëÿòü òîëüêî îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà. Àçîò â àììèàêå èìååò ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ - 3 , ò. å. îí íå ñìîæåò ïðèíÿòü áîëüøå íè îäíîãî ýëåêòðîíà, è ïîýòîìó àììèàê áóäåò ïðîÿâëÿòü òîëüêî âîññòàíîâèòåëüíûå ñâîéñòâà.

Äðóãîé ïðèìåð — îêñèä àçîòà (II) . Àçîò â ýòîì ñîåäèíåíèè èìååò ïðîìåæóòî÷íîå çíà÷åíèå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ è ïîýòîìó ìîæåò ïðîÿâëÿòü êàê îêèñëèòåëüíûå (íàïðèìåð: èëè ), òàê è âîññòàíîâèòåëüíûå (íàïðèìåð: ) ñâîéñòâà.

Ïðèâåä¸ì ïðèìåðû âàæíåéøèõ âîññòàíîâèòåëåé è îêèñëèòåëåé.

Âîññòàíîâèòåëè: àêòèâíûå ìåòàëëû, âîäîðîä, óãîëü, îêñèä óãëåðîäà (II) ÑÎ, ñåðîâîäîðîä H2S, àììèàê NH3 è ò. ä.

Îêèñëèòåëè: êèñëîðîä, ãàëîãåíû; àçîòíàÿ HNO3 è ñåðíàÿ H2SO4 êèñëîòû, ïåðìàíãàíàò êàëèÿ ÊÌnO4 è äð.

1. Îáðàòèòåñü ê ýëåêòðîííîìó ïðèëîæåíèþ. Èçó÷èòå ìàòåðèàë óðîêà è âûïîëíèòå ïðåäëîæåííûå çàäàíèÿ.

2. Íàéäèòå â Èíòåðíåòå ýëåêòðîííûå àäðåñà, êîòîðûå ìîãóò ñëóæèòü äîïîëíèòåëüíûìè èñòî÷íèêàìè, ðàñêðûâàþùèìè ñîäåðæàíèå êëþ÷åâûõ ñëîâ è ñëîâîñî÷åòàíèé ïàðàãðàôà. Ïðåäëîæèòå ó÷èòåëþ ñâîþ ïîìîùü â ïîäãîòîâêå íîâîãî óðîêà — ñäåëàéòå ñîîáùåíèå ïî êëþ÷åâûì ñëîâàì è ñëîâî-ñî÷åòàíèÿì ñëåäóþùåãî ïàðàãðàôà.

çàäàíèÿ

1. Êàêèå èç ðåàêöèé, óðàâíåíèÿ êîòîðûõ çàïèñàíû íèæå, îòíîñÿò ê îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûì?

Äëÿ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ ðåàêöèé óêàæèòå îêèñëèòåëü è âîññòàíîâèòåëü, ïðîöåññû îêèñëåíèÿ è âîññòàíîâëåíèÿ, ñîñòàâüòå ýëåêòðîííûå óðàâíåíèÿ.

2. Äàéòå õàðàêòåðèñòèêó ðåàêöèè ñèíòåçà àììèàêà ïî âñåì èçó÷åííûì âàìè ïðèçíàêàì êëàññèôèêàöèè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé.

3. Èç ñëåäóþùèõ óòâåðæäåíèé âûáåðèòå èñòèííûå:

à) ê îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûì áóäóò îòíîñèòüñÿ âñå ðåàêöèè èîííîãî îáìåíà;
á) âñå ðåàêöèè èîííîãî îáìåíà íå áóäóò ÿâëÿòüñÿ îêèñëè- òåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûìè;
â) âñå ðåàêöèè çàìåùåíèÿ ÿâëÿþòñÿ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûìè;
ã) òîëüêî íåêîòîðûå ðåàêöèè çàìåùåíèÿ ÿâëÿþòñÿ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûìè ðåàêöèÿìè;
ä) ê îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûì ðåàêöèÿì îòíîñÿò òå ðåàêöèè ñîåäèíåíèÿ è ðàçëîæåíèÿ, â êîòîðûõ ó÷àñòâóåò õîòÿ áû îäíî ïðîñòîå âåùåñòâî;
å) âñå ðåàêöèè ðàçëîæåíèÿ è ñîåäèíåíèÿ íå ÿâëÿþòñÿ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûìè.

Îáîñíóéòå ñâîþ òî÷êó çðåíèÿ, äîêàæèòå å¸ ïðèìåðàìè óðàâíåíèé ðåàêöèé.

4. Ñîãëàñíû ëè âû ñ óòâåðæäåíèåì, ÷òî HNO3 ïðîÿâëÿåò òîëüêî îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà, a NH3 — òîëüêî âîññòàíîâèòåëüíûå? Îòâåò îáîñíóéòå.

5. Êàêîå èç âåùåñòâ — ñåðîâîäîðîä H2S è ñåðíàÿ êèñëîòà H2SO4 — ïðîÿâëÿåò òîëüêî îêèñëèòåëüíûå èëè òîëüêî âîññòàíîâèòåëüíûå ñâîéñòâà? Ïî÷åìó?

6. Îáîñíóéòå òåçèñ, ÷òî SO2 ìîæåò áûòü è îêèñëèòåëåì, è âîññòàíîâèòåëåì.

7. Ðàññòàâüòå êîýôôèöèåíòû ìåòîäîì ýëåêòðîííîãî áàëàíñà â ñëåäóþùèõ ñõåìàõ ðåàêöèé:

8. Íàçîâèòå îêèñëèòåëü â ðåàêöèÿõ âçàèìîäåéñòâèÿ öèíêà ñ ñîëÿíîé è àçîòíîé êèñëîòàìè. Äëÿ ïîñëåäíåé ðåàêöèè èñïîëüçóéòå àíàëîãèþ âçàèìîäåéñòâèÿ àçîòíîé êèñëîòû ñ ìåäüþ.

 

 




Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->