Reducerande egenskaper har Redox-egenskaper

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-02 17:56

Redoxegenskaperna hos enskilda atomer såväl som joner är en viktig fråga i modern kemi. Detta material hjälper till att förklara aktiviteten hos element och ämnen, för att göra en detaljerad jämförelse av olika atomers kemiska egenskaper.

Vad är ett oxidationsmedel

Många uppgifter i kemi, inklusive testfrågor för det enhetliga provet i årskurs 11, och OGE i årskurs 9, är förknippade med detta koncept. Ett oxidationsmedel anses vara atomer eller joner som i kemisk interaktion tar emot elektroner från en annan jon eller atom. Om vi analyserar de oxiderande egenskaperna hos atomer behöver vi Mendeleevs periodiska system. I perioder som ligger i tabellen från vänster till höger ökar atomernas oxiderande förmåga, det vill säga den förändras på samma sätt som icke-metalliska egenskaper. I huvudundergrupperna minskar denna parameter från topp till botten. Bland de starkaste enkla ämnena med oxiderande förmåga är fluor i täten. En term som "elektronegativitet", det vill säga en atoms förmåga att ta i fallet med en kemisk interaktionelektroner, kan anses synonymt med oxiderande egenskaper. Bland komplexa ämnen som består av två eller flera kemiska element kan ljusa oxidationsmedel övervägas: kaliumpermanganat, kaliumklorat, ozon.

Vad är ett reduktionsmedel

Atomers reducerande egenskaper är karakteristiska för enkla ämnen som uppvisar metalliska egenskaper. I det periodiska systemet försvagas metalliska egenskaper från vänster till höger i perioder, och i huvudundergrupperna (vertik alt) ökar de. Kärnan i återhämtningen är returen av elektroner, som är belägna på den externa energinivån. Ju fler elektronskal (nivåer) desto lättare är det att ge bort "extra" elektroner under den kemiska interaktionen.

Aktiva (alkaliska, alkaliska jordartsmetaller) har utmärkta reducerande egenskaper. Dessutom, ämnen som uppvisar liknande parametrar, lyfter vi fram svaveloxid (6), kolmonoxid. För att uppnå det maximala oxidationstillståndet tvingas dessa föreningar att uppvisa reducerande egenskaper.

Oxidationsprocess

Om en atom eller en jon under en kemisk interaktion ger elektroner till en annan atom (jon), talar vi om oxidationsprocessen. För att analysera hur reducerande egenskaper och oxiderande kraft förändras behöver du ett periodiskt system över grundämnen, samt kunskap om moderna fysiklagar.

Återställningsprocess

Reduktionsprocesser innebär att joner accepterar bådaatomer av elektroner från andra atomer (joner) under direkt kemisk interaktion. Utmärkta reduktionsmedel är nitriter, sulfiter av alkalimetaller. De reducerande egenskaperna i systemet av element förändras på samma sätt som de metalliska egenskaperna hos enkla ämnen.

OVR Parsing Algorithm

För att eleven ska kunna placera koefficienterna i den färdiga kemiska reaktionen är det nödvändigt att använda en speciell algoritm. Redoxegenskaper hjälper också till att lösa olika beräkningsproblem inom analytisk, organisk och allmän kemi. Vi föreslår ordningen för att analysera alla reaktioner:

Först är det viktigt att bestämma oxidationstillståndet för varje tillgängligt element med hjälp av reglerna.
Nästa, de atomer eller joner som har ändrat sitt oxidationstillstånd är fast beslutna att delta i reaktionen.
Minustecknen och plustecknen indikerar antalet fria elektroner som ges och tas emot under en kemisk reaktion.
Nästa, mellan antalet av alla elektroner, bestäms den minsta gemensamma multipeln, det vill säga ett heltal som divideras utan rest med de mottagna och givna elektronerna.
Då delas den upp i elektronerna som är involverade i den kemiska reaktionen.
Närnäst bestämmer vi vilka joner eller atomer som har reducerande egenskaper och bestämmer även oxidationsmedel.
På slutskedet sätt in koefficienterna i ekvationen.

Med hjälp av den elektroniska balansmetoden, låt oss placera koefficienterna i detta reaktionsschema:

NaMnO₄ + vätesulfid + svavelsyra=S + Mn SO_{4 +…+…}

Algorithm för att lösa problemet

Låt oss ta reda på vilka ämnen som ska bildas efter interaktionen. Eftersom det redan finns ett oxidationsmedel i reaktionen (det kommer att vara mangan) och ett reduktionsmedel är definierat (det kommer att vara svavel), bildas ämnen där oxidationstillstånden inte längre förändras. Eftersom huvudreaktionen fortgick mellan s altet och en stark syreh altig syra, kommer ett av de slutliga ämnena att vara vatten, och det andra kommer att vara natriums alt, närmare bestämt natriumsulfat.

Låt oss nu göra ett schema för att ge och ta emot elektroner:

- Mn⁺⁷ tar 5 e=Mn^+2.

Andra delen av schemat:

- S^-2 gives2e=S⁰

Vi lägger in koefficienterna i den initiala reaktionen, och glömmer inte att summera alla svavelatomer i ekvationens delar.

2NaMnO₄ + 5H₂S + 3H₂SO ₄ =5S + 2MnSO₄ + 8H₂O + Na₂SO _4.

Analys av OVR som involverar väteperoxid

Med OVR-analysalgoritmen kan vi komponera en ekvation för den pågående reaktionen:

väteperoxid + svavelsyra + kaliumpermagnat=Mn SO_{4 + syre + …+…}

Oxidationstillstånden förändrade syrejonen (i väteperoxid) och mangankatjonen i kaliumpermanganat. Det vill säga, vi har ett reduktionsmedel, såväl som ett oxidationsmedel.

Låt oss avgöra vilken typ av ämnen som fortfarande kan erhållas efter interaktionen. En av dem kommer att vara vatten, vilket helt uppenbart är en reaktion mellan en syra och ett s alt. Kalium bildade inte en nyämnen, kommer den andra produkten att vara ett kaliums alt, nämligen sulfat, eftersom reaktionen var med svavelsyra

Scheme:

2O ^{– donerar} 2 elektroner och förvandlas till O ₂ ⁰ 5

Mn⁺⁷ accepterar 5 elektroner och blir Mn-jon^{+2 2}

Ställ in koefficienterna.

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

Exempel på OVR-analys som involverar kaliumkromat

Med den elektroniska balansmetoden kommer vi att göra en ekvation med koefficienter:

FeCl₂ + s altsyra + kaliumkromat=FeCl₃+ CrCl_{3 + …+…}

Oxidationstillstånd förändrade järn (i järn(III)klorid II) och kromjon i kaliumdikromat.

Låt oss nu försöka ta reda på vilka andra ämnen som bildas. Man kan vara s alt. Eftersom kalium inte bildade någon förening, kommer därför den andra produkten att vara ett kaliums alt, närmare bestämt klorid, eftersom reaktionen ägde rum med s altsyra.

Låt oss göra ett diagram:

Fe⁺² gives e= Fe^{+3 6 reducering,}

2Cr⁺⁶ accepterar 6 e=2Cr ^{+31 oxidator.}

Sätt in koefficienterna i den initiala reaktionen:

6K₂Cr₂O₇ + FeCl₂+ 14HCl=7H₂O + 6FeCl₃ + 2CrCl_{3 + 2KCl}

ExempelOVR-analys som involverar kaliumjodid

Beväpnade med reglerna, låt oss göra en ekvation:

kaliumpermanganat + svavelsyra + kaliumjodid…mangansulfat + jod +…+…

Oxidationstillstånd förändrade mangan och jod. Det vill säga ett reduktionsmedel och ett oxidationsmedel finns närvarande.

Nu ska vi ta reda på vad vi slutar med. Föreningen kommer att vara med kalium, det vill säga vi kommer att få kaliumsulfat.

Återvinningsprocesser förekommer i jodjoner.

Låt oss skapa ett elektronöverföringsschema:

- Mn⁺⁷ accepterar 5 e=Mn^{+2 2 är en oxidant,}

- 2I^- give away 2 e=I₂ ^{0 5 är ett reduktionsmedel.}

Placera koefficienterna i den initiala reaktionen, glöm inte att summera alla svavelatomer i denna ekvation.

210KI + KMnO₄ + 8H₂SO₄ =2MnSO ₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H 2_O

Exempel på analys av OVR som involverar natriumsulfit

Med den klassiska metoden kommer vi att komponera en ekvation för kretsen:

- svavelsyra + KMnO_{4 + natriumsulfit… natriumsulfat + mangansulfat +…+…}

Efter interaktion får vi natriums alt, vatten.

Låt oss göra ett diagram:

- Mn⁺⁷ tar 5 e=Mn^{+2 2,}

- S⁺⁴ ger 2 e=S^{+6 5.}

Arrangera koefficienterna i reaktionen i fråga, glöm inte att lägga till svavelatomerna när du ordnar koefficienterna.

3H₂SO₄ + 2KMnO₄ + 5Na₂ SO₃ =K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂ SO₄ + 3H_2O.

Exempel på analys av OVR som involverar kväve

Låt oss göra följande uppgift. Med hjälp av algoritmen kommer vi att komponera den fullständiga reaktionsekvationen:

- mangannitrat + salpetersyra + PbO₂=HMnO₄+Pb(NO₃₎ 2₊

Låt oss analysera vilken substans som fortfarande bildas. Eftersom reaktionen ägde rum mellan ett starkt oxidationsmedel och s alt betyder det att ämnet blir vatten.

Visa förändringen i antalet elektroner:

- Mn⁺² ger bort 5 e=Mn^{+7 2 uppvisar egenskaperna hos ett reduktionsmedel,}

- Pb⁺⁴ tar 2 e=Pb^{+2 5 oxidator.}

3. Vi ordnar koefficienterna i den initiala reaktionen, se till att lägga ihop allt tillgängligt kväve på vänster sida av den ursprungliga ekvationen:

- 2Mn(NO₃)₂ + 6HNO₃ + 5PbO 2 _=2HMnO4 _{+ 5Pb(NO}3₎2 _{+ 2H} 2_O.

Denna reaktion uppvisar inte kvävets reducerande egenskaper.

Andra redoxreaktion med kväve:

Zn + svavelsyra + HNO₃=ZnSO_{4 + NO+…}

- Zn⁰ ge bort 2 e=Zn^{+23 kommer att bli en återställare,}

N⁺⁵accepterar 3 e=N^{+2 2 är ett oxidationsmedel.}

Arrangera koefficienterna i en given reaktion:

3Zn + 3H₂SO₄ + 2HNO₃ =3ZnSO ₄ + 2NO + 4H_2O.

Vikten av redoxreaktioner

De mest kända reduktionsreaktionerna är fotosyntes, som är karakteristisk för växter. Hur förändras restaurerande egenskaper? Processen sker i biosfären, leder till en ökning av energi med hjälp av en extern källa. Det är denna energi som mänskligheten använder för sina behov. Bland exemplen på oxidativa och reduktionsreaktioner associerade med kemiska element är omvandlingar av kväve, kol och syreföreningar av särskild betydelse. Tack vare fotosyntesen har jordens atmosfär en sådan sammansättning som är nödvändig för utvecklingen av levande organismer. Tack vare fotosyntesen ökar inte mängden koldioxid i luftskalet, jordens yta överhettas inte. Växten utvecklas inte bara med hjälp av en redoxreaktion, utan bildar även ämnen som syre och glukos som är nödvändiga för människor. Utan denna kemiska reaktion är en hel cykel av ämnen i naturen omöjlig, liksom förekomsten av organiskt liv.

Praktisk tillämpning av RIA

För att bevara ytan på metallen måste du veta att aktiva metaller har restaurerande egenskaper, så att du kan täcka ytan med ett lager av ett mer aktivt element, samtidigt som den saktar ner processen med kemisk korrosion. På grund av närvaron av redoxegenskaper renas och desinficeras dricksvatten. Inget problem kan lösas utan att korrekt placera koefficienterna i ekvationen. För att undvika misstag är det viktigt att ha förståelse för all redoxparametrar.

Skydd mot kemisk korrosion

Korrosion är ett särskilt problem för människors liv och aktivitet. Som ett resultat av denna kemiska omvandling sker förstörelsen av metallen, bilens delar, verktygsmaskiner förlorar sina operativa egenskaper. För att åtgärda ett sådant problem används slitbaneskydd, metall beläggs med ett lager av lack eller färg, och rostskyddslegeringar används. Till exempel är en järnyta täckt med ett lager av aktiv metall - aluminium.

Slutsats

Olika återhämtningsreaktioner förekommer i människokroppen, säkerställer att matsmältningssystemet fungerar norm alt. Sådana grundläggande livsprocesser som jäsning, sönderfall, andning är också förknippade med restaurerande egenskaper. Alla levande varelser på vår planet har liknande förmågor. Utan reaktioner med retur och acceptans av elektroner är gruvdrift, industriell produktion av ammoniak, alkalier och syror omöjligt. Inom analytisk kemi är alla metoder för volymetrisk analys baserade just på redoxprocesser. Kampen mot ett sådant obehagligt fenomen som kemisk korrosion bygger också på kunskapen om dessa processer.