86. Реакції зі зміною ступеня окиснення. Типи овр. Можливість їх протікання

О́кисно-відно́вна— хімічна реакція, яка відбувається із зміною ступеня окиснення атомів, що входять до складу реагентів, і реалізується перерозподілом електронів між атомом-окисником та атомом-відновником.

Опис

У процесі окисно-відновної реакції відновник віддає електрони, тобто окиснюється; окисник приєднує електрони, тобто відновлюється. Причому будь-яка окисно-відновна реакція являє собою єдність двох протилежних перетворень — окиснення та відновлення, що відбуваються одночасно та без відриву одне від одного.

Окиснення: Речовина A як відновник віддає один електрон.

Відновлення: Речовина В як окисник приймає електрон.

Окисно-відновна реакція: Речовина А віддає електрон речовині В.

Види окисно-відновних реакцій

міжмолекулярні — реакції, в яких атоми, що відновлюються та окиснюються знаходяться в різних молекулах, наприклад:

внутрішньомолекулярні — реакції, в яких атоми, що відновлюються та окиснюються знаходяться в одній і тій ж самій молекулі, наприклад:

репропорціонування (компропорціонування)

диспропорціонування (самоокиснення-самовідновлення) - реакції, в яких атоми одного елементу перетворюються на речовину (речовини) зі змінною ступенів окиснення, наприклад:

87. Атомне ядро. Ядерні реакції

Атомне ядро (центральна частина атома, в якій зосереджена майже вся його маса і складається з елементарних ядерних частинок - протонів і нейтронів.) Радіус ядра приблизно в сто тисяч разів менше радіуса атома. Щільність атомного ядра надзвичайно велика. Протони - стабільні елементарні частинки, що мають одиничний позитивний електричний заряд і масу, в 1836 разів більшу, ніж маса електрона. Протон являє собою ядро атома найлегшого елемента - водню. Число протонів у ядрі дорівнює Z. Нейтрон- нейтральна (не має електричного заряду) елементарна частинка з масою, дуже близькою до маси протона. Оскільки маса ядра складається з маси протонів і нейтронів, то число нейтронів в ядрі атома дорівнює А - Z, де А - масове число даного ізотопу. Протон і нейтрон, що входять до складу ядра, називаються нуклонами. Нуклони В ядрі пов'язані особливими ядерними силами.

Спонтанний розпад радіоактивних атомів являє собою ядерну реакцію, в якій вихідним є одне ядро. Проте ядра можуть взаємодіяти з елементарними частинками або з ядрами інших менш важких атомів. Першу штучно викликану ядерну реакцію спостерігав у 1919 році Ернест Резерфорд, опромінюючи альфа-частинками азот. Реакція відбувалася за схемою

Як і хімічні реакції, ядерні реакції можуть бути ендотермічними й екзотермічними. Одним з найвідоміших прикладів екзотермічного ядерного перетворення є реакція поділу ядер Урану тепловими нейтронами

88. Корозія металів. Електрохімічна корозія та способи захисту від неї.

Корозія – процесс руйнування металів внаслідок хімічної або електрохімічної взаємодії їх з навколишнім середовищем.

Електрохімічна корозія – це руйнування металів у розчинах електролітів з появою у системі електричного струму. Процес виникає внаслідок утворення на поверхні металлу величезної кількості гальванічних мікроелементів (гальванічних пар), в яких електродами є метал і його домішки , а електролітом – розчини кислот і солей.

До методів захисту металів від корозії належать такі:

Створення антикорозійних сплавів (легування).

Збільшення чистоти індивідуального металу.

Нанесення на поверхню металу різних захисних покритті

Найбільш цікавим в електрохімічному сенсі є захист металу металом. За характером захисної дії проти корозії металеві покриття поділяють на анодні та катодні. Анодним називається покриття, що утворене більш активним (менш благородним) металом, ніж той, що захищають.

Катодним називається покриття металом з більшим потенціалом Електрохімічні методи захисту.

катодний захист

протекторний захист

Обробка корозійного середовища.

89. Потенціал іонізації, спорідненість до електрона, електронегативність. Їх зміна по періодах і групах.

Потенціал іонізації — фізична величина, що визначається відношенням енергії, необхідної для одноразової іонізації атома (молекули), до заряду електрона; характеризує міцність зв’язку електрона.

Спорі́дненість до електро́на — енергія, необхідна для того, щоб забрати електрон у однократно від'ємно зарядженого іона.

Електронегативність — фундаментальна хімічна властивість атома, кількісна характеристика здатності атома в молекулі притягати до себе спільні електронні пари.

у періодах електронегативність елементів зростає зліва направо, а в групах — знизу вгору.

90. Хімічні джерела струму

Хімі́чні джере́ла стру́му — джерела електричної енергії, яка виробляється шляхом перетворення хімічної енергії в електричну, що складаються з одного чи декількох неперезаряджувальних первинних елементів або перезаряджувальних вторинних елементів (акумуляторів), у тому числі інтегрованих у вироби промислового чи побутового призначення. Всі хімічні джерела струму (ХДС) поділяються на три групи: джерела струму одноразової дії (гальванічні елементи), джерела струму багаторазової дії (акумулятори), паливні елементи.

Гальвані́чний елеме́нт — хімічне джерело живлення, в якому використовується різниця електродних потенціалів двохметалів, занурених у електроліт. Гальванічний елемент є непідзарядним хімічним джерелом електроенергії. 

Повний перебіг реакції у гальванічному елементі можна записати у вигляді двох напівреакцій, які відповідають процесам на аноді та на катоді. На цинковому електроді (аноді), зануреному в розчин , відбувається розчинення цинку, тобто окиснення його атомів в іони: а вивільнені електрони по металевому провіднику переходять на мідний електрод (катод), занурений у розчин , де відбувається виділення міді, тобто відновлення її іонів в атоми: . Схематично гальванічний елемент Даніеля-Якобі зображують так: де одна риска – межа між електродом і розчином, дві риски – межа між розчинами.

Гальванічні елементи оборотної і багаторазової дії називають акумуляторами. Вони здатні перетворювати нагромаджену хімічну енергію на електричну (при розряджанні), а електричну на хімічну (при заряджанні). Принцип дії свинцевого акумулятора:

Під час заряджання, коли через акумулятор пропускають постійний електричний струм, на електродах відбуваються такі хімічні процеси: на катоді(-): ; на аноді(+):

Під час розряджання: на аноді(-): ; на катоді(+):

Загальне р-ня реакції роботи свинцевого акамулятора має вигляд:

Паливні елементи. В них електричний струм виникає в результаті хімічної взаємодії горючих речовин (водню, бензину, природного газу, коксу тощо) з окисниками (кисень, повітря, хлор), які безперервно подаються ззовні до електродів, а продукти реакції безперервно відводяться.