Proprietățile de reducere au ... Proprietățile Redox

Proprietățile de oxidare-reducere ale atomilor individuali, precum și ionii, reprezintă o problemă importantă în chimia modernă. Acest material ajută la explicarea activității elementelor și substanțelor, pentru a face o comparație detaliată a proprietăților chimice ale diferiților atomi.

Ce este un oxidant

Multe sarcini în chimie, inclusiv întrebările de test ale examenului de stat unificat din clasa a II-a și OGE din clasa a IX-a, sunt legate de acest concept. Oxidatorul este considerat atomi sau ioni, care în procesul de interacțiune chimică iau electroni de la un alt ion sau atom. Dacă analizăm proprietățile oxidante ale atomilor, avem nevoie sistem periodic Universitatea Mendeleev. În perioadele situate în masă de la stânga la dreapta, capacitatea de oxidare a atomilor crește, adică se schimbă similar cu proprietățile nemetalice. În principalele subgrupe, un parametru similar scade de sus în jos. Printre cele mai puternice substanțe simple cu capacitate oxidativă, fluorura este lider. Un termen precum „electronegativitate“, este posibil să se ia un atom în cazul interacțiunii chimice a electronilor poate fi considerată sinonimă cu proprietăți oxidante. Dintre substanțele complexe care constau din două sau mai multe elemente chimice, se pot lua în considerare oxidanți strălucitori: permanganatul de potasiu, cloratul de potasiu, ozonul.

Ce este un agent reducător

Proprietățile de reducere a atomilor sunt caracteristice substanțelor simple care prezintă proprietăți metalice. În tabelul periodic, proprietățile metalului de la stânga la dreapta slăbesc, iar în principalele subgrupe (pe verticală) ele cresc. Esența recuperării în reculul electronilor, care se află la nivelul energiei externe. Cu cât numărul de cochilii electronice (niveluri) este mai mare, cu atât este mai ușor să dați electroni "în plus" în timpul interacțiunii chimice.

Proprietățile de reducere excelente sunt active (metale alcaline, alcalino-pământoase). În plus, substanțele care prezintă parametri asemănători, vom selecta oxidul de sulf (6), monoxidul de carbon. Pentru a obține gradul maxim de oxidare, acești compuși sunt forțați să manifeste proprietăți de reducere.

Procesul de oxidare

Dacă în timpul interacțiunii chimice atomul sau ionul dau electroni unui atom diferit (ion), vorbim despre procesul de oxidare. Pentru a analiza modul în care proprietățile de reducere și capacitatea de oxidare variază, va fi necesar un tabel cu elementele Mendeleyev, precum și o cunoaștere a legilor moderne ale fizicii.

Procesul de recuperare

Procesele de restaurare presupun acceptarea prin ioni sau atomi de electroni de la alți atomi (ioni) în timpul interacțiunii chimice directe. Excelenți agenți reducători sunt nitritul, sulfiții de metale alcaline. Proprietățile de reducere din sistemul de elemente variază în mod similar cu proprietățile metalice ale substanțelor simple.

Algoritmul de parsare OVP

Pentru ca, în timpul reacției chimice finite, elevul să poată aranja coeficienții, este necesar să se folosească un algoritm special. Proprietățile de oxidare-reducere ajută la rezolvarea unei varietăți de probleme computaționale în chimia analitică, organică și generală. Propunem un ordin de analiză a oricărei reacții:

1. În primul rând, este important să se determine pentru fiecare element disponibil gradul de oxidare, folosind regulile.
2. Apoi determină acei atomi sau ioni care și-au schimbat starea de oxidare, vor participa la reacție.
3. Semnele "minus" și "plus" indică numărul de electroni liberi care au fost luați și primiți în timpul reacției chimice.
4. Mai mult, între numărul de electroni, se determină multiplu comun minim, adică un întreg care este împărțit fără restul de electronii recepționați și livrați.
5. Apoi este împărțită în electroni care au participat la reacția chimică.
6. Mai departe, determinăm care ioni sau atomi au proprietățile de reducere și de asemenea determină oxidanții.
7. În etapa finală, puneți coeficienții în ecuație.

Aplicând metoda echilibrului electronic, vom aranja coeficienții în schema de reacție dată:

NaMnO₄ + hidrogen sulfurat + acid sulfuric = S + Mn SO₄ +hellip- + ...

Algoritm pentru rezolvarea problemei

Să vedem ce substanțe trebuie să se formeze după interacțiune. Deoarece reacția are deja un agent de oxidare (acesta va fi mangan) și un agent reducător este definit (va fi sulf), se formează substanțe în care stările de oxidare nu se mai schimbă. Deoarece reacția principală a fost între sarea și acidul puternic conținând oxigen, una dintre substanțele finale ar fi apa, iar a doua ar fi sarea de sodiu, mai exact sulfatul de sodiu.

Să formuleze acum o schemă pentru recul și acceptarea electronilor:

- Mn⁺⁷ ia 5 e = Mn^+2.

A doua parte a schemei:

- S^-2 dă 2e = S⁰

Am pus coeficienții în reacția inițială, fără a uita să rezumăm toți atomii de sulf din părțile ecuației.

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

Analiza OBD cu participarea peroxidului de hidrogen

Aplicând algoritmul de parsare OVP, putem formula ecuația reacției de proces:

peroxid de hidrogen + acid sulfuric + permanganat de potasiu = MnSO₄ + oxigen + hellip- + ...

Gradul de oxidare a schimbat ionul de oxigen (în peroxidul de hidrogen) și cationul de mangan în permanganat de potasiu. Asta este, agentul de reducere, precum și oxidantul, sunt prezente.

Vom determina ce substanțe pot fi obținute după interacțiune. Una dintre ele va fi apa, care este evident reacția dintre acid și sare. Potasiul nu a constituit o substanță nouă, al doilea produs ar fi o sare de potasiu, și anume sulfat, deoarece reacția a fost cu acid sulfuric.

de conducere:

2O ^{- da} 2 electroni și se transformă în O₂⁰ 5

Mn⁺⁷ ia 5 electroni și devine ionul Mn⁺² 2

Am pus coeficienții.

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

Un exemplu de analiză IRS care implică cromat de potasiu

Utilizând metoda echilibrului electronic, vom compune ecuația cu coeficienții:

FeCh₂ + acid clorhidric + cromat de potasiu = FeCI₃+ ClCr₃ + hellip- + ...

Gradul de oxidare a schimbat fierul (în clorura de fier II) și ionul de crom în dicromatul de potasiu.

Acum vom încerca să aflăm ce alte substanțe se formează. Se poate sare. Deoarece potasiul nu a constituit nici un compus, prin urmare, al doilea produs va fi o sare de potasiu, mai precis clorură, deoarece reacția a avut loc cu acid clorhidric.

Să facem o schemă:

Fe⁺² dă e =Fe⁺³ 6 un agent reducător,

2CR⁺⁶ ia 6 e = 2Cr ⁺³ 1 agent de oxidare.

Puneți coeficienții în reacția inițială:

6K₂Cr₂O₇ + FeCh₂ + 14HCI = 7H₂O + 6FeCI₃ + 2CrCl₃ + 2KCl

Un exemplu de analiză IRS care implică iodură de potasiu

Înarmați cu regulile, vom compune ecuația:

Potasiu permanganat + acid sulfuric + iodură de potasiu ... sulfat de mangan + iod + hellip- + ...

Gradul de oxidare a schimbat manganul și iodul. Acesta este un agent de reducere și un agent de oxidare.

Acum vom afla ce se va forma în cele din urmă în noi. Compusul va fi în potasiu, adică vom obține sulfat de potasiu.

Procesele de restaurare apar în ionii de iod.

Să facem schema transferului de electroni:

- Mn⁺⁷ ia 5 e = Mn⁺² 2 este un agent de oxidare,

- 2I^- dă înapoi2 e = I₂⁰ 5 este un agent reducător.

Aranjăm coeficienții în reacția inițială, nu uitați să rezumați toți atomii de sulf din această ecuație.

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

Un exemplu de analiză IRS care implică sulfit de sodiu

Folosind metoda clasică, formulam pentru schemă ecuația:

- acid sulfuric + KMnO₄ + Sulfat de sodiu ... Sulfat de sodiu + sulfat de mangan + hellip + ...

După interacțiune, obținem o sare de sodiu, apă.

Să facem o schemă:

- Mn⁺⁷ ia 5 e = Mn⁺² 2

- S⁺⁴ dă 2 e = S⁺⁶ 5.

Aranjăm coeficienții în reacție în considerare, nu uităm să adăugăm atomi de sulf atunci când sunt aranjați coeficienții.

3H₂SO₄ + 2KMnO₄ + 5NA₂SO₃ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5NA₂SO₄ + 3H₂O.

Un exemplu de analiză OBD care implică azot

Efectuați următoarea sarcină. Folosind algoritmul, vom compune ecuația completă a reacției:

- Azotatul de mangan + acidul azotic + PbO₂= HMnO₄+Pb (NO₃) ₂+

Să analizăm ce substanță este încă formată. Deoarece reacția a avut loc între un oxidant puternic și o sare, înseamnă că substanța va fi apă.

Să arătăm schimbarea numărului de electroni:

- Mn⁺² dă 5 e = Mn⁺⁷ 2 prezintă proprietățile agentului reducător,

- Pb⁺⁴ ia 2 e = Pb⁺² 5 cu un agent de oxidare.

3. Aranjăm coeficienții în reacția inițială, trebuie să adăugăm tot azotul prezent în partea stângă a ecuației inițiale:

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

În această reacție, nu apar proprietățile de reducere a azotului.

Al doilea eșantion de reacție de oxidare-reducere cu azot:

Zn + acid sulfuric + HNO₃= ZnSO₄ + NU + ...

- Zn⁰ dă 2 e = Zn⁺² 3 va fi un agent de reducere,

N⁺⁵ia 3 e = N⁺² 2 este un agent de oxidare.

Am plasat coeficienții în reacția dată:

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

Semnificația reacțiilor de reducere a oxidării

Cele mai cunoscute reacții reductive sunt fotosinteza, caracteristică plantelor. Cum se schimbă proprietățile de reducere? Procesul are loc în biosferă, ceea ce duce la o creștere a energiei printr-o sursă externă. Este această energie pe care omenirea o folosește pentru nevoile ei. Printre exemplele de reacții oxidative și de reducere asociate cu elemente chimice, transformări compuși azot, carbon, oxigen. Datorită fotosintezei, atmosfera terestră are o astfel de compoziție, necesară pentru dezvoltarea organismelor vii. Datorită fotosintezei, cantitatea de dioxid de carbon din carcasa aerului nu crește, suprafața Pământului nu se supraîncălzește. Planta nu se dezvoltă doar printr-o reacție de reducere a oxidării, ci formează și astfel de substanțe necesare unei persoane ca oxigenul, glucoza. Fără această reacție chimică, este imposibil un ciclu complet de substanțe în natură, precum și existența unei vieți organice.

Aplicarea practică a OVR

Pentru a păstra suprafața metalului, este necesar să se știe că metalele active au proprietăți de reducere, astfel încât este posibilă acoperirea suprafeței cu un strat de element mai activ, în timp ce încetinește procesul de coroziune chimică. Datorită prezenței proprietăților de oxidare-reducere, se efectuează purificarea și dezinfectarea apei potabile. Nici o problemă nu poate fi rezolvată fără a stabili corect coeficienții din ecuație. Pentru a evita greșelile, este important să aveți o idee despre toți parametrii de reducere a oxidării.

Protecție împotriva coroziunii chimice

O problemă deosebită pentru viața și activitatea umană este coroziunea. Ca urmare a acestei transformări chimice este distrugerea metalului, pierde caracteristicile de performanță ale pieselor auto, mașini-unelte. Pentru a corecta o problemă similară, se utilizează protecția benzii de rulare, acoperirea metalului cu un strat de lac sau vopsea, utilizarea aliajelor anticorozive. De exemplu, suprafața de fier este acoperită cu un strat de metal activ - aluminiu.

concluzie

O varietate de reacții de restaurare apar în corpul uman, asigură funcționarea normală a sistemului digestiv. Astfel de procese de bază ale activității vitale, cum ar fi fermentația, putrefacția, respirația, sunt, de asemenea, asociate cu proprietăți de restaurare. Aveți astfel de oportunități pentru toate ființele vii de pe planeta noastră. Fără reacții cu reculul și acceptarea electronilor, este imposibilă extragerea mineralelor, producția industrială de amoniac, alcalii, acizi. În chimia analitică, toate metodele de analiză volumetrică se bazează pe procesele de oxidare-reducere. Lupta împotriva unui astfel de fenomen neplăcut precum coroziunea chimică se bazează, de asemenea, pe cunoașterea acestor procese.