Окислительно-восстановительные реакции (лекция 6) презентация

Примеры: Примеры: V2+5O5-2;  Na2+1B4+3O7-2;  K+1Cl+7O4-2;  N-3H3+1;  K2+1H+1P+5O4-2;  Na2+1Cr2+6O7-2

Существует два типа химических реакций: Существует два типа химических реакций:   A       Реакции, в которых не изменяется степень окисления элементов:   Реакции присоединения SO2 + Na2O = Na2SO3 Реакции разложения Cu(OH)2  =  CuO + H2O Реакции обмена AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3 NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O

B      Реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих соединений: B      Реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих соединений:   2Mg0 + O20 = 2Mg+2O-2 2KCl+5O3-2  =  2KCl-1 + 3O20 2KI-1 + Cl20 = 2KCl-1 + I20 Mn+4O2 + 4HCl-1 = Mn+2Cl2 + Cl20 + 2H2O Такие реакции называются окислительно - восстановительными.

В окислительно-восстановительных реакциях электроны от одних атомов, молекул или ионов переходят к другим. Процесс отдачи электронов - окисление. При окислении степень окисления повышается: В окислительно-восстановительных реакциях электроны от одних атомов, молекул или ионов переходят к другим. Процесс отдачи электронов - окисление. При окислении степень окисления повышается: H20 - 2ē = 2H+ S-2 - 2ē = S0 Al0 - 3ē = Al+3 Fe+2 - ē = Fe+3 2Br - - 2ē = Br20

Процесс присоединения электронов – восстановление. При восстановлении степень окисления понижается. Процесс присоединения электронов – восстановление. При восстановлении степень окисления понижается.   Mn+4 + 2ē = Mn+2 S0 + 2ē =S-2 Cr+6 +3ē =Cr+3 Cl20 +2ē = 2Cl- O20 + 4ē = 2O-2 Атомы или ионы, которые в данной реакции присоединяют электроны являются окислителями, а которые отдают электроны - восстановителями.

Соединения, содержащие атомы элементов с максимальной степенью окисления, могут быть только окислителями за счет этих атомов, т.к. они уже отдали все свои валентные электроны и способны только принимать электроны. Соединения, содержащие атомы элементов с максимальной степенью окисления, могут быть только окислителями за счет этих атомов, т.к. они уже отдали все свои валентные электроны и способны только принимать электроны. Максимальная степень окисления атома элемента равна номеру группы в периодической таблице, к которой относится данный элемент. Соединения, содержащие атомы элементов с минимальной степенью окисления, могут служить только восстановителями, поскольку они способны лишь отдавать электроны, потому, что внешний энергетический уровень у таких атомов завершен восемью электронами. Минимальная степень окисления у атомов металлов равна 0, для неметаллов - (n–8) (где n- номер группы в периодической системе). Соединения, содержащие атомы элементов с промежуточной степенью окисления, могут быть и окислителями и восстановителями, в зависимости от партнера, с которым взаимодействуют и от условий реакции.

Межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции Межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции Окислитель и восстановитель находятся в разных веществах; обмен электронами в этих реакциях происходит между различными атомами или молекулами

Внутримолекулярные окислительно- восстановительные реакции Внутримолекулярные окислительно- восстановительные реакции

Диспропорционирование - окислительно-восстановительная реакция, в которой один элемент одновременно повышает и понижает степень окисления Диспропорционирование - окислительно-восстановительная реакция, в которой один элемент одновременно повышает и понижает степень окисления

    Электронный баланс - метод нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, в котором рассматривается обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления.     Электронный баланс - метод нахождения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, в котором рассматривается обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления. Число электронов, отданное восстановителем, равно числу электронов, получаемых окислителем

B      Электронно-ионный баланс (метод полуреакций) - метод нахождения коэффициентов, в котором рассматривается обмен электронами между ионами в растворе с учетом характера среды B      Электронно-ионный баланс (метод полуреакций) - метод нахождения коэффициентов, в котором рассматривается обмен электронами между ионами в растворе с учетом характера среды

ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА ПРОТЕКАНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ

Реакции с участием перманганата калия в качестве окислителя Реакции с участием перманганата калия в качестве окислителя

Реакции в нейтральной среде Реакции в нейтральной среде

При взаимодействии веществ, содержащих в своем составе элементы в промежуточных степенях окисления о направлении реакции судят по окислительно-восстановительными потенциалами, которые характеризуют работу, затрачиваемую на отрыв электронов при переходе вещества из восстановленной формы в окисленную. Окислительно-восстановительный потенциал φ- количественная характеристика окислительно-восстановительной пары

Алгоритм действия: Алгоритм действия: По таблице потенциалов определяют потенциалы окислителя и восстановителя Находят их алгебраическую сумму Если Σ >0, то процесс возможен Если Σ <0, то процесс невозможен Если Σ = 0, то химическое равновесие Реакция будет протекать в том случае, если окислительно-восстановительный потенциал окислителя выше, чем восстановителя, а их разница больше нуля Примечание. Во всех справочниках φ0 указаны для окислителей. Для восстановителей берут процесс в обратном направлении с противоположным знаком

Возможен ли процесс: Cu + FeCl3 →? + ? Выписывают из справочника все варианты: Cu – 2e → Cu+2 φ = -0,34 B (1) Cu – 1e → Cu+1 φ = -0,52 B (2) Fe3+ + 1e → Fe2+ φ = +0,77 B (3) Fe3+ + 3e → Fe0 φ = +0,33 B (4) Идет тот процесс, где алгебраическая сумма потенциалов наибольшая и >0. Этому условию удовлетворяют варианты 1 и 3: Cu + 2FeCl3 → СuCl2 + 2FeCl2