
- •Российский государственный педагогический университет имени а.И. Герцена
- •Основы химического языка
- •Предисловие
- •Химическая номенклатура
- •I. Химический элемент, химическое соединение
- •1.1. Химический элемент – символы и названия, изотопы.
- •Классификация химических элементов.
- •Классификация химических соединений по составу.
- •Принципы химической номенклатуры – химическая формула и химическое название соединения.
- •Систематические и традиционные названия простых веществ.
- •Степень окисления элементов в химических соединениях.
- •Систематические и специальные названия одноэлементных ионов.
- •Систематические и специальные названия бинарных соединений.
- •Функциональная классификация сложных неорганических соединений
- •Оксиды.
- •Гидроксиды – основные (основания), амфотерные, кислотные (оксокислоты).
- •Пероксокислоты.
- •Тиокислоты, политионовые и другие замещенные оксокислоты.
- •Бескислородные кислоты.
- •Галогенангидриды.
- •Основные положения координационной теории.
- •Номенклатура комплексных соединений.
- •Соединения постоянного и переменного состава (дальтониды и бертолиды)
- •Аддукты.
- •Химические реактивы.
- •Общие правила работы в химической лаборатории, меры предосторожности и первая помощь при несчастных случаях10.
- •«Основные классы неорганических соединений. Оксиды
- •Гидроксиды
- •Кислоты
- •Металлокомплексные соединения
- •Количественные характеристики химических элементов и соединений.
- •1.17. Определение простейших и молекулярных формул соединений.
- •Лабораторная работа №2.
- •Индивидуальное домашнее задание № 1
- •II. Химический процесс
- •Химическая реакция, уравнение химической реакции
- •Ионно-молекулярные уравнения реакций с участием электролитов.
- •Окислительно-восстановительные реакции – классификация.
- •Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.
- •Важнейшие окислители и восстановители
- •Лабораторная работа № 3 «Окислительно-восстановительные реакции» Окислительные свойства кислот
- •Окислительно-восстановительные свойства галогенов и их соединений
- •Окислительно-восстановительные свойства металлов и их соединений
- •Влияние кислотности среды на окислительно-восстановительные свойства соединений марганца и хрома
- •Окислительно-восстановительная двойственность
- •Реакции диспропорционирования
- •Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления
- •Эквивалент, закон эквивалентов
- •5,6 Г железа эквивалентны 3,2 г серы
- •0,644 Г koh взаимодействует с 0,471 г н2рно2
- •Лабораторная работа №4 «Определение эквивалента магния»
- •Индивидуальное домашнее задание № 2
- •Вариант 6
- •Ответы.
- •I. Химический элемент, химическое соединение.
- •II. Химический процесс.
-
Окислительно-восстановительные реакции – классификация.
На основании степени окисления элементов в продуктах реакции и исходных веществах химические реакции разделяют на два класса – реакции, протекающие без изменения степени окисления элементов, к которым относятся и рассмотренные выше ионообменные реакции, и окислительно-восстановительные (редокс17) реакции.
В ходе любой окислительно-восстановительной реакции совместно протекают два противоположных процесса – окисления одного компонента, сопровождающееся повышением степени окисления элемента в его составе в результате удаления электронов, и восстановление другого компонента, сопровождающиеся понижением степени окисления элемента в его составе вследствие присоединения электронов. Например, в реакции взаимодействия диоксидов серы и селена:
2SO2 + SeO2 = 2SO3 + Se
можно выделить два сопряженных процесса - диоксид серы окисляется в триоксид серы, что сопровождается повышением степени окисления серы в результате удаления электронов, а диоксид селена восстанавливается в свободный селен с понижением степени окисления селена и присоединением электронов:
2S+4 - 4e- = 2S+6 (процесс окисления)
Se+4 + 4e- = Se0 (процесс восстановления)
Два уравнения, описывающие сопряженные процессы окисления и восстановления, суммарной окислительно-восстановительной реакции называются уравнениями полуреакций. Очевидно, что в соответствии с законом сохранения зарядов, число электронов в процессе окисления равно числу электронов в процессе восстановления.
Соединение, окисляющееся в ходе окислительно-восстановительной реакции, называется восстановителем, а восстанавливающееся – окислителем. Так, в реакции диоксидов серы и селена – восстановителем является диоксид серы, а окислителем диоксид селена. В уравнении редокс реакций для указания окислительно-восстановительных функций компонентов иногда используют специальные обозначения – “Red” для восстановителя и “Ox” для окислителя:
2SO2 (Red) + SeO2 (Ox) = 2SO3 + Se
В рассмотренной реакции в роли окислителя и восстановителя выступают разные соединения – диоксид селена и диоксид серы. Такие редокс реакции называют реакциями межмолекулярного окисления-восстановления. Особой разновидностью межмолекулярных редокс реакций являются реакции конпропорционирования (конмутации), в которых носителем окислительно-восстановительных свойств является один элемент, входящий в состав как окислителя, так и восстановителя:
2KMnO4 (Ox) + 3MnSO4 (Red) + 2H2O = 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4
В результате редокс процесса Mn+7, входящий в состав KMnO4, восстанавливается, а Mn+2 из MnSO4 окисляется до Mn+4 с образованием диоксида марганца(IV).
Наряду с межмолекулярными, в соответствии со стехиометрическим уравнением редокс реакциями могут быть отнесены к внутримолекулярному типу18:
(N(-3)H4)2Cr(+6)2O7 = N20 + Cr(+3)2O3 + 2H2O
В этом случае окисляющийся (N-3 + 3e-N0) и восстанавливающийся (Cr+6 –3e-Cr+3) элементы входят в состав одного соединения. Особой разновидностью внутримолекулярных редокс реакций являются реакции диспропорционирования (дисмутации), в которых роль окислению и восстановлению подвергается один и тот же элемент:
2N(+4)O2 + 2NaOH = NaN(+5)O3 + NaN(+3)O2 + H2O
Упражнения:
-
Напишите окислительно-восстановительные уравнения полуреакций для переходов между соединениями азота и установите характер процесса – окисление или восстановление азота: 1. NH3 N2, 2. HNO3HNO2, 3. N2H4 N2, 4. NH2OHNH3, 5. NO2NO3-.
-
Для следующих реакций определить соединения - окислитель и восстановитель и для элементов, определяющих их окислительно-восстановительные функции, написать уравнения полуреакций:
1. SO2 + Br2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4; 2. Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2; 3. Cu + 2H2SO4= CuSO4 + SO2 + 2H2O; 4. 3I2 + 6KOH= KIO3+ 5KI + 3H2O
92. Классифицируйте редокс реакции:
-
4KMnO4 + 4KOH = 4K2MnO4 + O2 + 2H2O
-
H2SO3 + 2H2S = 3S + 3H2O
-
NH4NO2 = N2 + 2H2O
-
4P + 3KOH + 3H2O = PH3 + 3KPH2O2
-
2H2O2 = 2H2O + O2
-
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2
-
2K4[Fe(CN)6] + Br2 = 2K3[Fe(CN)6] + 2KBr