Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Окислительно-восстановительные реакции.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
415.74 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Технологический институт

Федерального государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОГО И ГУМАНИТАРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра химии и экологии

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2

на тему:

"Окислительно-восстановительные реакции"

Выполнил: студент группы Э-50

  • Ивонин Михаил

  • Шипулин Илья

  • Шумов Александр

Проверила:

Е. А. Марьева

Таганрог 2012 год

Оглавление

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 1

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОГО И ГУМАНИТАРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 1

Кафедра химии и экологии 1

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2 1

Цель работы 3

Теоретическая часть 3

Опыт 1. Окислительные свойства йодата 5

Опыт 2. Окисление Sn+2 до Sn+4 5

Опыт 3. Окислительные свойства азотной кислоты 7

Опыт 4. Восстановительные свойства соляной кислоты 7

Опыт 5. Окислительные свойства перманганата калия в различных средах 8

Опыт 6. Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода 9

Опыт 7. Окислительно-восстановительные свойства соединений йода 10

Вывод о проделанной работе: 10

Цель работы

Изучение окислительно-восстановительной активности различных соединений. Определение содержания вещества в растворе с использованием окислительно-восстановительных реакций.

Теоретическая часть

Реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления элементов, участвующих в них, называют окислительно-восстановительными.

Степенью окисления называется относительный заряд атома элемента, измеряемый количеством частично или полностью отданных (принятых) электронов. Изменение степеней окисления в ходе окислительно-восстановительных реакций обусловлено полным или частичным переходом электронов от атома одного элемента к атомам другого элемента.

Вещества, атомы, ионы, которые принимают электроны и понижающие свою степень окисления, называются окислителями. Вещества, атомы, ионы, которые отдают электроны и повышающие свою степень окисления, называются восстановителями.

Процесс принятия электронов называется восстановлением, а процесс отдачи электронов – окислением.

Некоторые вещества имеют постоянные степени окисления во всех или в большинстве сложных веществ. Для таких элементов изменение степеней окисления нехарактерно. Поэтому свойства веществ обычно не зависят от присутствия этих элементов.

Элементы с переменной степенью окисления, как правило, легко ее изменяют. Свойства сложных веществ обусловлены в их составе элементов с переменной степенью окисления.

Если в состав вещества входит элемент с высшей степенью окисления, он может только понижать ее, т.е. участвовать в процессе восстановления. Данное вещество может выступать только в роли окислителя.

Если в состав вещества входит элемент с низшей степенью окисления, он может только повышать ее, т.е. участвовать в процессе окисления. Данное вещество может только отдавать электроны и выступать только в роли восстановителя.

Если в состав вещества входит элемент с промежуточной степенью окисления, он может как повышать, так и понижать ее, т.е. может участвовать и в процессе окисления, и в процессе восстановления, что зависит от второго участника.

Важнейшими окислителями являются:

  • простые вещества, образованные активными неметаллами, атомы которых имеют на внешнем уровне 7 или 6 электронов и обладает высоким сродством к электрону: F2, O2, O3, Cl2, Br2;

  • сложные вещества, молекулы которых содержат элементы в высшей степени окисления – перманганат калия KMnO4, хроматы и дихроматы (например, дихромат калия K2Cr2O7), азотная кислота HNO3 и ее соли – нитраты, концентрированная серная кислота H2SO4, оксид свинца (IV) PbO2, хлорная кислота HClO4 и ее соли – перхлораты и др.

Важнейшими восстановителями являются:

  • простые вещества, у которых атомы имеют на внешнем уровне от одного до трех электронов и обладают низкой энергией ионизации. Все металлы, но наиболее активными восстановителями являются щелочные и щелочно-земельные металлы, магний, алюминий, цинк, а также водород H2 (в подавляющем большинстве реакций проявляет восстановительную активность);

  • сложные вещества, молекулы которых содержат элементы в низшей степени окисления – метан CH4, силан SiH4, аммиак NH3, фосфин PH3, нитриды и фосфиды металлов (например, Na3N, Ca3P2), сероводород H2S и сульфиды металлов, галогеноводороды HI, HBr, HCl и галогениды металлов, гидриды металлов (например, NaH, CaH2) и др.

Окислители-восстановители:

  • простые вещества, атомы которых способны как принимать электроны от менее электроотрицательных атомов, так и отдавать электроны более электроотрицательным атомам – С, Si (восстановительная функция преобладает), S, P;

  • соединения, содержащие атомы элементов в промежуточной степени окисления – H2O2, HNO2, SO2, Na2SO3, NaNO2, CO.

Классификация окислительно-восстановительных реакций основывается на том, где расположены атомы окислителя и восстановителя, т.е. в состав каких молекул они входят. Все окислительно-восстановительные реакции подразделяются на три основных класса.

Реакции межмолекулярного окисления-восстановления. К реакциям данного типа относятся такие реакции, в которых элемент-окислитель и элемент-восстановитель входят в состав молекул разных веществ.

Pеакции внутримолекулярного окисления-восстановления. К реакциям данного типа относятся такие реакции, в которых элемент-окислитель и элемент-восстановитель входят в состав одной молекулы.

Реакции самоокисления-самовосстановления (peaкции диспропорционирования). К реакциям данного типа относятся такие реакции, в которых окислителем и восстановителем является один и тот же атом (ион).

Для нахождения стехиометрических коэффициентов окислительно-восстановительных реакций используют методы электронного или электронно-ионного баланса. В методе электронного баланса рассматривают полуреакции окисления и восстановления с участием атомов, находящихся в определенных степенях окисления. В методе электронно-ионного баланса (методе полуреакций) рассматривают переход электронов от одних атомов или ионов к другим с учетом характера среды. При составлении уравнений процессов окисления и восстановления вещества записывают в том виде, в котором они действительно находятся в растворе. Сильные электролиты записывают в виде ионов, слабые электролиты или нерастворимые вещества – молекулярной форме. Для уравнивания числа атомов водорода и кислорода используют молекулы H2O и ионы H+ (в кислой среде) или OH- (в щелочной среде). Метод полуреакций применим только к окислительно-восстановительным реакциям в растворах.