Презентация Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции

Цели урока:

• Закрепить умения и навыки по расставлению степеней окисления химических элементов в веществах;
• закрепить умения и навыки по составлению ОВР в части С1, С2, С3 КИМов;
• закрепить умения и навыки составления электронного баланса для органических и неорганических веществ

Понятие окислительно-восстановительных реакций

Химические реакции, протекающие

с изменением степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными

Окисление - процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом.

• Атом превращается в положительно заряженный ион: Zn 0 – 2e → Zn 2+
• Отрицательно заряженный ион становится нейтральным атомом: 2Cl - -2e →Cl 2 0

S 2- -2e →S 0

• Величина положительно заряженного иона (атома) увеличивается соответственно числу отданных электронов: Fe 2+ -1e →Fe 3+

Mn +2 -2e →Mn +4

Восстановление - процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.

• Атом превращается в отрицательно заряженный ион

S 0 + 2e → S 2−

Br 2 0 + 2 e → 2 Br −

• Величина положительно заряженного иона (атома)

уменьшается соответственно числу присоединенных электронов: Mn +7 + 5e → Mn +2

S +6 + 2e → S +4

− или он может перейти в нейтральный атом:

2 Н + + е → Н 2 0

Cu 2+ + 2e → Cu 0

Восстановители - атомы, молекулы или

ионы, отдающие электроны. Они в процессе

ОВР окисляются

Типичные восстановители:

● атомы металлов с большими атомными радиусами ( I -А, II- А группы), а также Fe, Al, Zn

● простые вещества-неметаллы: водород, углерод, бор;

● отрицательно заряженные ионы: Cl − , Br − , I − , S 2− , N −3 . Не являются восстановителем фторид- ионы F − .

● ионы металлов в низшей с.о.: Fe 2+ ,Cu + ,Mn 2+ , Cr 3+ ;

● сложные ионы и молекулы, содержащие атомы с промежуточной с.о.: SO 3 2 − , NO 2 − ; СО, MnO 2 и др.

Окислители - атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны. Они в процессе ОВР восстанавливаются

Типичные окислители:

● атомы неметаллов VII -А, VI- А , V-A группы в составе простых веществ

● ионы металлов и неметаллов в высшей с.о.:

Cu 2+ , Fe 3+ ,Ag + …

● сложные ионы и молекулы, содержащие атомы с высшей с.о.: SO 4 2 − , NO 3 − , MnO 4 − , С l О 3 − , Cr 2 O 7 2- , SO 3 , MnO 2 и др.

Определение степеней окисления атомов химических элементов

• С.о. атомов х\э в составе простого в-ва = 0
• Алгебраическая сумма с.о. всех элементов в составе иона равна заряду иона
• Алгебраическая сумма с.о. всех элементов в составе сложного вещества равна 0.

KMnO 4

K +1 MnO 4 -2

+

K +1 Mn + 7 O 4 -2

-

1

+

8

1

-

8

7

Классификация окислительно-восстановительных реакций

• Реакции межмолекулярного окисления

2Al 0 + 3Cl 2 0 → 2Al +3 Cl 3 -1

• Реакции внутримолекулярного окисления

2 KCl +5 O 3 -2 →2KCl -1 + O 2 0

• Реакции диспропорционирования, дисмутации

(самоокисления-самовосстановления):

6 Cl 2 0 + 12KOH (гор.) →2K Cl +5 O 3 +10K Cl -1 +6H 2 O

2 N +4 O 2 + H 2 O →H N +3 O 2 + H N +5 O 3

Это полезно знать

• Степени окисления элементов в составе аниона соли такие же, как и в кислоте, например: (NH 4 ) 2 Cr 2 + 6 O 7 и H 2 Cr 2 + 6 O 7
• Степень окисления кислорода в пероксидах

равна -1

• Степень окисления серы в некоторых соединениях -1, например: FeS 2
• Фтор- единственный неметалл, не имеющий в соединениях положительной степени окисления
• В соединениях NH 3 , CH 4 и др. знак электроположительного элемента водорода на втором месте

Окислительные свойства концентрированной серной кислоты

Продукты восстановления серы(+6):

• H 2 SO 4 + оч.акт. металл ( Mg, Li, Na…) → H 2 S
• H 2 SO 4 + акт. металл ( Mn, Fe, Zn…) → S
• H 2 SO 4 + неакт. металл ( Cu, Ag, Sb…) → SO 2
• H 2 SO 4 + HBr → SO 2
• H 2 SO 4 + неметаллы ( C, P, S…) → SO 2

Примечание: часто возможно образование смеси этих продуктов в различных пропорциях

Азотная кислота в окислительно-восстановительных реакциях

Продукты восстановления азота:

• Концентрированная HNO 3 : N +5 +1e → N +4 (NO 2 )

( Ni, Cu, Ag, Hg ; C, S, P, As, Se ) ; пассивирует с Fe, Al, Cr

• Разбавленная HNO 3 : N +5 +3e → N +2 (NO)

( Металлы в Al …Cu ; неметаллы S, P, As, Se )

• Разбавленная HNO 3 : N +5 +4e → N + 1 (N 2 O) Ca, Mg, Zn
• Разбавленная HNO 3 : N +5 + 5 e → N 0 (N 2 )
• Очень разбавленная: N +5 + 8e → N -3 (NH 4 NO 3 )

( активные металлы до Al)

Продукты восстановления перманганат – иона в различных средах

Среда

Продукт

кислая

Признак реакции

Mn 2+

( соль)

щелочная

MnO 4 2-

( манганат-ион)

бесцветный раствор

нейтральная

фиолетовый раствор

MnO 2

бурый осадок

Пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях

Среда раствора

Окисление

(Н 2 О 2 -восстановитель)

кислая

Восстановление

(Н 2 О 2 -окислитель)

Н 2 О 2 -2е → О 2 + 2Н +

(О 2 - 2 – 2е → О 2 0 )

щелочная

Н 2 О 2 +2ОН - → О 2 +2Н 2 О

(О 2 - 2 – 2е → О 2 0 )

Н 2 О 2 +2Н + +2е → 2Н 2 О

(О 2 - 2 + 2е → 2О - 2 )

нейтральная

Н 2 О 2 +2е → 2ОН -

(О 2 - 2 + 2е → 2О - 2 )

Н 2 О 2 - 2е → О 2 + 2Н +

(О 2 - 2 – 2е → О 2 0 )

Н 2 О 2 +2е → 2ОН -

(О 2 - 2 + 2е → 2О - 2 )